(57)【要約】【課題】雷サージから予備系回路を保護することができ、かつ無駄なダウンタイムの発生を抑制する電子機器を提供する。【解決手段】本発明に係る電子機器１０は、平常時に使用される運用系回路１７と、運用系回路に不具合が発生した場合に運用系回路の機能を代替する予備系回路１８とを備え、電磁波を受信するアンテナ１１と、アンテナの出力信号に含まれるノイズ成分から落雷の発生を判定する判定機構１５と、運用系回路への限界値以内の雷サージの侵入を防ぐ避雷器５１と、平常時には運用系回路および予備系回路の両方に電力を供給し、判定機構によって落雷が発生したと判断された場合に運用系回路への電力の供給を継続しつつ予備系回路への電力の供給を停止する配電装置１６とを有する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
平常時に使用される運用系回路と、前記運用系回路に不具合が発生した場合に前記運用系回路の機能を代替する予備系回路とを備える電子機器であって、
電磁波を受信するアンテナと、
前記アンテナの出力信号に含まれるノイズ成分から落雷の発生を判定する判定機構と、
前記運用系回路への限界値以内の雷サージの侵入を防ぐ避雷器と、
平常時には前記運用系回路および前記予備系回路の両方に電力を供給し、前記判定機構によって落雷が発生したと判断された場合に前記運用系回路への電力の供給を継続しつつ前記予備系回路への電力の供給を停止する配電装置と
を有することを特徴とする電子機器。
【請求項２】
前記ノイズ成分の電界レベルを検波して電界レベル信号を出力する検波器を有し、
前記判定機構は前記電界レベル信号の表す電界レベルに基づいて落雷の発生を判定することを特徴とする、請求項１に記載の電子機器。
【請求項３】
前記判定機構は、落雷が発生していない状態の前記電界レベルを基準値とし、前記電界レベルが前記基準値を１０ｄＢ以上上回ったときに落雷の発生を判定することを特徴とする、請求項２に記載の電子機器。
【請求項４】
前記判定機構は、前記電界レベルが前記基準値を１０ｄＢ以上上回っていない状態が３分以上継続したときに落雷が終了したと判定することを特徴とする、請求項３に記載の電子機器。
【請求項５】
前記アンテナの出力信号を受信信号と前記ノイズ成分とに分配する分配器を有し、
前記運用系回路が前記受信信号を復調する受信回路を含むことを特徴とする、請求項２に記載の電子機器。
【請求項６】
前記検波器が出力する前記電界レベル信号が、１ｋＨｚないし１ＭＨｚの範囲内でかつ前記受信回路が通信において利用しない周波数帯の中から常にホワイトノイズが測定される周波数における電界レベル信号であることを特徴とする、請求項５に記載の電子機器。
【請求項７】
前記判定機構によって落雷が発生したと判断された場合に、前記分配器から前記受信回路に入力される前記受信信号を遮断するスイッチを有することを特徴とする、請求項５に記載の電子機器。
【請求項８】
前記検波器および前記判定機構が前記配電装置から電力の供給を受ける経路に、直列に雷サージ保護用抵抗が挿入されていることを特徴とする、請求項２に記載の電子機器。
【請求項９】
前記判定機構が落雷が終了したと判定した場合に前記配電装置が予備系回路への電力の供給を再開し、
前記予備系回路への電力の供給の再開に対応して、前記予備系回路が前記運用系回路の故障の有無を検出し、前記運用系回路に故障があると判断された場合に前記運用系回路の中で故障した機能を代替することを特徴とする、請求項２に記載の電子機器。
【請求項１０】
前記予備系回路が、前記電力の供給の再開に対応して、前記運用系回路に故障がある旨を管理者に通知するメッセージを送信することを特徴とする、請求項９に記載の電子機器。
【請求項１１】
平常時に使用される運用系回路と、前記運用系回路に不具合が発生した場合に前記運用系回路の機能を代替する予備系回路と、前記運用系回路への限界値以内の雷サージの侵入を防ぐ避雷器とを備える電子機器にあって、前記電子機器を雷サージから保護する方法であって、
電磁波を受信する受信工程と、
前記受信工程で受信された電磁波の出力信号に含まれるノイズ成分から落雷の発生を判定する落雷判定工程と、
前記落雷判定工程で落雷が発生したと判断された場合に前記運用系回路への電力の供給を継続しつつ前記予備系回路への電力の供給を停止する電力供給停止工程と
を有することを特徴とする避雷方法。
【請求項１２】
前記受信工程で受信された電磁波のノイズ成分の電界レベルを検波して電界レベル信号を出力する検波工程を有し、
前記落雷判定工程は前記電界レベル信号の表す電界レベルに基づいて落雷の発生を判定することを特徴とする、請求項１１に記載の避雷方法。
【請求項１３】
前記落雷判定工程は、落雷が発生していない状態の前記電界レベルを基準値とし、前記電界レベルが前記基準値を１０ｄＢ以上上回ったときに落雷の発生を判定することを特徴とする、請求項１２に記載の避雷方法。
【請求項１４】
前記電界レベルが前記基準値を１０ｄＢ以上上回っていない状態が３分以上継続したときに落雷が終了したと判定する終了判定工程を有することを特徴とする、請求項１３に記載の避雷方法。
【請求項１５】
前記受信工程で受信された電磁波の出力信号を受信信号と前記ノイズ成分とに分配する分配工程と、
前記運用系回路が前記受信信号を復調する復調工程と
を有することを特徴とする、請求項１２に記載の避雷方法。
【請求項１６】
前記判定機構によって落雷が発生したと判断された場合に前記分配器から前記運用系回路に入力される前記受信信号を遮断する受信信号遮断工程を有することを特徴とする、請求項１５に記載の避雷方法。
【請求項１７】
電磁波を受信するアンテナと、平常時に使用される運用系回路と、前記運用系回路に不具合が発生した場合に前記運用系回路の機能を代替する予備系回路と、前記運用系回路への限界値以内の雷サージの侵入を防ぐ避雷器と、前記運用系回路および前記予備系回路に電力を供給する配電装置と、落雷の発生を判定する判定機構とを備える電子機器にあって、前記判定機構を構成するコンピュータに、
前記アンテナによって受信された電磁波の出力信号に含まれるノイズ成分から落雷の発生を判定する落雷判定処理と、
前記落雷判定処理で落雷が発生したと判断された場合に、前記配電装置に前記運用系回路への電力の供給を継続しつつ前記予備系回路への電力の供給を停止させる電力供給停止処理と
を実行させることを特徴とする避雷プログラム。
【請求項１８】
前記落雷判定処理は、前記アンテナによって受信された電磁波のノイズ成分の電界レベルに基づいて落雷の発生を判定することを特徴とする、請求項１７に記載の避雷プログラム。
【請求項１９】
前記落雷判定処理は、落雷が発生していない状態の前記電界レベルを基準値とし、前記電界レベルが前記基準値を１０ｄＢ以上上回ったときに落雷の発生を判定することを特徴とする、請求項１８に記載の避雷プログラム。
【請求項２０】
前記電界レベルが前記基準値を１０ｄＢ以上上回っていない状態が３分以上継続したときに落雷が終了したと判定する終了判定処理を有することを特徴とする、請求項１９に記載の避雷プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子機器の避雷に関し、特に運用系が故障した場合に予備系に切り替える電子機器の避雷に関する。
【背景技術】
【０００２】
たとえば携帯電話網の無線基地局装置などのように、屋外に常時設置される電子機器は、落雷による雷サージを受けて故障する危険性を常に抱えている。雷サージは、直撃雷が落ちた地点だけでなく、その周囲にも電線もしくは電磁誘導によって被害が及ぶことがある。そのため、無線基地局装置などの電子機器は、通常使用する運用系のモジュールの他に、運用系のモジュールが故障した際にその機能を代替する予備系のモジュールを備えている。また、それらの電子機器は避雷器を備え、雷サージの侵入を防止している。
【０００３】
避雷器には、主に異常電圧を接地に逃がすバリスターや、内部で火花放電を起こして異常エネルギーを吸収するアレスターなどのような素子が使用される。ただし、これらの避雷器によって対応できる電圧および電流の耐量には限界がある（以後これを避雷器の能力という）。一度雷サージを受けた避雷器は能力が大きく低下するので、次に雷サージを受ける前に交換されなければならない。
【０００４】
電子機器を雷サージから保護する技術として、特許文献１および３には、雷サージを検知する方法の一例が開示されている。また、電子機器の電力供給に基づく不具合の防止策として、特許文献２には、通信装置にＳＩＭカードを挿入する際に、該ＳＩＭカードを保護する方法が開示されている。特許文献４には、運用系回路と予備系回路とを有する通信装置で、予備系回路の電源を開閉した際の運用系回路への干渉を防止する方法が開示されている。
【０００５】
【特許文献１】特開２００１−０６６３７８号公報
【特許文献２】特開２００１−１８９７９９号公報
【特許文献３】特開２００７−２１４７９９号公報
【特許文献４】特開平０３−２１８１２６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
図８は、従来の無線基地局装置３１０の構成を示す概念図である。従来の無線基地局装置３１０は、電源装置３５０から出力される電力の供給を受けて、運用系回路３１７と予備系回路３１８とが動作する。電源盤３１６は避雷器３５１を含み、これによって電力系統を経由して侵入する雷サージの、無線基地局装置３１０内部への侵入を防止している。アンテナ３１１からの出力信号は、運用系回路３１７と予備系回路３１８の両方に入力される。
【０００７】
運用系回路３１７は無線基地局装置３１０の通信機能を構成する電子回路の総称である。予備系回路３１８は運用系回路３１７と同一もしくは同等の機能を持ち、運用系回路３１７に不具合が生じたときにその機能を代替する電子回路の総称である。運用系回路３１７と予備系回路３１８は、共に電力Ｓ７の供給を常に受けている。
【０００８】
しかしながらこの構造では、避雷器３５１が自らの能力を超える雷サージを受けた場合、もしくは一度雷サージを受けて劣化した避雷器３５１がさらに雷サージを受けた場合、雷サージが電力系統を通って運用系回路３１７と予備系回路３１８の両方に侵入してしまう。その結果、運用系回路３１７と予備系回路３１８とが同時に雷サージによって故障する危険性が高い。そうなると、運用系回路３１７の故障した機能を予備系回路３１８によって代替することができないので、復旧までに時間も費用もかかることになる。
【０００９】
一方、上述の特許文献で、特許文献１および３は雷サージを検知する。特許文献２は電圧が閾値より高い場合に回路への電力を遮断して回路を保護する。特許文献４は運用系回路と予備系回路とを有する装置である。つまり特許文献１〜４を組み合わせて無線基地局装置３１０に適用すれば、雷サージを検知して運用系回路３１７および予備系回路３１８への電力の供給を停止し、それによってこれらの回路を雷サージから保護する無線基地局装置を実現することはできる。
【００１０】
しかしながら、運用系回路３１７および予備系回路３１８の両方への電力の供給を停止すると、無線基地局装置３１０の機能そのものを停止することになる。また、特許文献１および３の技術は雷サージを検知することはできるが、それが避雷器３５１の能力の範囲内の雷サージであるか否かを検知することはできない。従って、検知された雷サージが避雷器３５１の能力の範囲内である場合は、無線基地局装置３１０を停止させる必要はないのに停止させることになるので、無線基地局装置３１０に無駄なダウンタイムが発生する。
【００１１】
本発明の目的は、雷サージから予備系回路を保護することができ、かつ無駄なダウンタイムの発生を抑制する電子機器、避雷方法および避雷プログラムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記目的を達成するため、本発明に係る電子機器は、平常時に使用される運用系回路と、運用系回路に不具合が発生した場合に運用系回路の機能を代替する予備系回路とを備える電子機器であって、電磁波を受信するアンテナと、アンテナの出力信号に含まれるノイズ成分から落雷の発生を判定する判定機構と、運用系回路への限界値以内の雷サージの侵入を防ぐ避雷器と、平常時には運用系回路および予備系回路の両方に電力を供給し、判定機構によって落雷が発生したと判断された場合に運用系回路への電力の供給を継続しつつ予備系回路への電力の供給を停止する配電装置とを有することを特徴とする。
【００１３】
上記目的を達成するため、本発明に係る避雷方法は、平常時に使用される運用系回路と、運用系回路に不具合が発生した場合に運用系回路の機能を代替する予備系回路と、運用系回路への限界値以内の雷サージの侵入を防ぐ避雷器とを備える電子機器にあって、電子機器を雷サージから保護する方法であって、電磁波を受信する受信工程と、受信工程で受信された電磁波の出力信号に含まれるノイズ成分から落雷の発生を判定する落雷判定工程と、落雷判定工程で落雷が発生したと判断された場合に運用系回路への電力の供給を継続しつつ予備系回路への電力の供給を停止する電力供給停止工程とを有することを特徴とする。
【００１４】
上記目的を達成するため、本発明に係る避雷プログラムは、電磁波を受信するアンテナと、平常時に使用される運用系回路と、運用系回路に不具合が発生した場合に運用系回路の機能を代替する予備系回路と、運用系回路への限界値以内の雷サージの侵入を防ぐ避雷器と、運用系回路および予備系回路に電力を供給する配電装置と、落雷の発生を判定する判定機構とを備える電子機器にあって、判定機構を構成するコンピュータに、アンテナによって受信された電磁波の出力信号に含まれるノイズ成分から落雷の発生を判定する落雷判定処理と、落雷判定処理で落雷が発生したと判断された場合に、配電装置に運用系回路への電力の供給を継続しつつ予備系回路への電力の供給を停止させる電力供給停止処理と
を実行させることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明は、落雷が発生したと判断された場合に運用系回路への電力の供給を継続しつつ予備系回路への電力の供給を停止させるように構成したので、予備系回路を雷サージから保護することができ、かつ運用系回路は動作を継続する。これによって、雷サージから予備系回路を保護することができ、かつ無駄なダウンタイムの発生を抑制するという、従来にない優れた電子機器、避雷方法および避雷プログラムを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
［第１の実施の形態］
図１は、本発明の第１の実施の形態に係る無線基地局装置１０の構成を示すブロック図である。無線基地局装置１０は、アンテナ１１、分配器１２、検波器１４、制御回路１５、電源盤１６、および運用系回路１７と予備系回路１８で構成される。運用系回路１７には受信機カード３３、予備系回路１８には受信機カード４３が含まれている。
【００１７】
アンテナ１１は、所定の周波数の電磁波を受信し、移動端末からの信号と雷による電磁波が混在した信号Ｓ１を出力する。分配器１２は、アンテナ１１から出力された信号Ｓ１を、受信信号Ｓ２とノイズ信号Ｓ３とに分配し、それぞれ別々の出力端子から出力する。受信信号Ｓ２は運用系回路１７に含まれる受信機カード３３に入力され、復調される。また予備系回路１８に含まれる受信機カード４３にも、受信信号Ｓ２は入力される。検波器１４はノイズ信号Ｓ３の電界レベルを検波し、電界レベル信号Ｓ４を出力する。
【００１８】
制御回路１５は、電界レベル信号Ｓ４から後述の手法で落雷が発生しているか否かを判断し、制御信号Ｓ５を出力する。電源盤１６は制御信号Ｓ５に従って動作し（詳細は後述）、無線基地局装置１０外部の電源装置５０からの電力Ｓ６を開閉して、運用系回路１７および予備系回路１８に所定の電力Ｓ７ａ〜ｃを供給する配電装置である。運用系回路１７は無線基地局装置１０の通信機能を構成する電子回路の総称である。予備系回路１８は運用系回路１７と同一もしくは同等の機能を持ち、運用系回路１７に不具合が生じたときにその機能を代替する電子回路の総称である。
【００１９】
電力Ｓ７ａは運用系回路１７へ、電力Ｓ７ｂは予備系回路１８に、それぞれ供給される。また、検波器１４および制御回路１５にも、電源盤１６から電力Ｓ７ｃが供給される。電力Ｓ７ｃの経路上には、１００Ω程度の雷サージ保護用抵抗１９が直列に印加されている。これについては後述する。
【００２０】
図２は、図１で開示した制御回路１５の構成を示すブロック図である。制御回路１５は、ＣＰＵ２１、メモリ２２、Ａ／Ｄコンバータ２３、Ｄ／Ａコンバータ２４、およびタイマ２５で構成される。Ａ／Ｄコンバータ２３は、検波器１４からの出力信号Ｓ４をデジタル信号Ｓ８に変換してＣＰＵ２１に入力する。ＣＰＵ２１は、デジタル信号Ｓ８から、後述のアルゴリズムによって落雷が発生しているか否かを判断する。
【００２１】
落雷が発生した場合、ＣＰＵ２１はＤ／Ａコンバータ２４にデジタル信号Ｓ９を出力する。Ｄ／Ａコンバータ２４はＣＰＵ２１からの出力Ｓ９を前述の制御信号Ｓ５に変換し、電源盤１６を駆動する。メモリ２２は、ＣＰＵ２１によって使用される記憶装置である。タイマ２５は、ＣＰＵ２１の制御によって開始、停止、リセットなどの動作を行うことができ、リセットされてからの経過時間を測定することができる。タイマ２５の機能は、ソフトウェアとして実装してもよく、またハードウェアとして実装してもよい。
【００２２】
図３は、図１で開示した電源盤１６、運用系回路１７および予備系回路１８の構成を示すブロック図である。運用系回路１７は、無線基地局装置１０の機能を構成する電子回路を含む基板モジュールである複数のカードで構成される。
【００２３】
具体的には、送信増幅器カード３１、送信機カード３２、受信機カード３３、チャネルコーディングカード３４、呼処理監視制御カード３５、保守監視制御カード３６、伝送路送受信カード３７、外部監視機構カード３８、クロックカード３９などによって、運用系回路１７が構成される。これら各々のカードの機能については、当業者には公知であるので特に説明しない。また、本実施の形態に関係ない部分の接続については特に図示しない。
【００２４】
予備系回路１８は、運用系回路１７を構成する各々のカードの機能を代替しうる機能を持つ各々のカードで構成される。図３では、予備系回路１８を構成する各々のカードを、運用系回路１７を構成する各々のカードの参照番号に＋１０した参照番号で示している。
【００２５】
運用系回路１７および予備系回路１８を構成する各々のカードは、自らの故障を検出する機能を持つ。また、同種のカード同士で相互に監視しあって相手方の故障を検出する機能も持つ。たとえば運用系回路１７の送信増幅器カード３１と、予備系回路１８の送信増幅器カード４１とが、相互に監視しあっている。そのため、送信増幅器カード３１が故障した場合は送信増幅器カード４１がそのことを検出することができるし、送信増幅器カード４１が故障した場合は送信増幅器カード３１がそのことを検出することができる。送信増幅器カード以外の種類のカードについても同様である。これは無線基地局装置の多くが標準的に備えている機能であり、当業者には公知のものである。
【００２６】
電源盤１６は、電源装置５０からの出力Ｓ６に印加された雷サージをアースに放電する避雷器５１と、制御回路１５からの制御信号Ｓ５によって開閉して運用系回路１７および予備系回路１８を構成する各々のカードへ電力Ｓ７ａおよびＳ７ｂの供給を制御するスイッチ５２とを有する。出力Ｓ６は電源盤１６内部で電力Ｓ７ａ〜ｃの３系統に分岐され、電力Ｓ７ａはスイッチ５２を介して運用系回路１７へ、電力Ｓ７ｂはスイッチ５２を介して予備系回路１８に、それぞれ供給される。電力Ｓ７ｃは図１に記載した通り、雷サージ保護用抵抗１９を介して検波器１４および制御回路１５に供給される。
【００２７】
図４は、図３で開示したスイッチ５２の動作を示す表である。落雷の発生が検出されず制御信号Ｓ５を受けていない状態のスイッチ５２は、運用系回路１７への電力Ｓ７ａと予備系回路１８への電力Ｓ７ｂの両方を供給する。これに対して、落雷の発生が検出されたことを意味する制御信号Ｓ５を受けたスイッチ５２は、運用系回路１７への電力Ｓ７ａの供給を継続しつつ、予備系回路１８への電力Ｓ７ｂの供給を遮断する。
【００２８】
図５は、図２で開示した電界レベル信号Ｓ４に対してＣＰＵ２１が行う処理を示すフローチャートである。以下、電界レベル信号Ｓ４の値を電界レベルｅという。図５に示すフローチャートは、ＣＰＵ２１によって実行されるプログラムとして構成してもよいし、それ以外のたとえばアナログ演算などの手段によって構成してもよい。
【００２９】
まず、落雷が発生していない状態で、電界レベルｅの値を取得する（ステップＳ１０１）。より具体的には、無線基地局装置１０の設置工事の時に、たとえば晴天時など、明らかに落雷が発生していない状態であることを確認してから、電界レベルｅを測定して取得する。
【００３０】
この時、電界レベルｅの値は３個の値ｅ＝ｅ１、ｅ２、ｅ３を取得し、それらの平均値ｅｄ＝（ｅ１＋ｅ２＋ｅ３）／３を求めて、メモリ２２に記憶する（ステップＳ１０２）。なお、落雷が発生していない状態で取得された電界レベルｅの値であれば、ｅｄは３個に限らずいくつの値を平均したものでもよい。また、平均値ｅｄを求める上で、単純平均以外にも、必要に応じて任意の統計学的手法を適用することができる。これも当業者には公知であるので詳しく言及しない。
【００３１】
設置工事が完了して無線基地局装置１０の運用が開始されると、ＣＰＵ２１は、現時点で検波器１４から入力される電界レベルｅを取得し（ステップＳ１０３）、取得された電界レベルｅの値が平均値ｅｄと比べてｅ−ｅｄ≧１０ｄＢであるか否かを判断する（ステップＳ１０４）。ステップＳ１０４でｅ−ｅｄ＜１０ｄＢであれば、落雷は発生していないと判断し、ステップＳ１０３に戻る。
【００３２】
ステップＳ１０４でｅ−ｅｄ≧１０ｄＢであれば、落雷が発生したと判断し、ステップＳ１０５の処理に移る。ＣＰＵ２１はＤ／Ａコンバータ２４にデジタル信号Ｓ９を出力して、電源盤１６のスイッチ５２に制御信号Ｓ５を出力する（ステップＳ１０５）。この時、落雷が発生したことを意味する制御信号Ｓ５を受けたスイッチ５２は、図４で示した通りに、運用系回路１７への電力Ｓ７ａの供給を継続しつつ、予備系回路１８への電力Ｓ７ｂの供給を遮断する。
【００３３】
ステップＳ１０５で予備系回路１８への電力Ｓ７ｂを遮断したら、ＣＰＵ２１はタイマ２５をリセットし、落雷からの経過時間ｆの測定を開始する（ステップＳ１０６）。続いて再び電界レベルｅを取得し（ステップＳ１０７）、ステップＳ１０４と同様に取得された電界レベルｅの値がｅ−ｅｄ≧１０ｄＢであるか否かを判断する（ステップＳ１０８）。ｅ−ｅｄ≧１０ｄＢであれば、落雷が継続していると判断し、ステップＳ１０６に戻ってタイマ２５をリセットする。
【００３４】
ステップＳ１０８でｅ−ｅｄ＜１０ｄＢであれば、タイマ２５で測定されている経過時間ｆの値がｆ≧３分であるか否かを判断する（ステップＳ１０９）。ｆ＜３分であれば、まだ落雷が収まっていないと判断し、ステップＳ１０７に戻る（タイマ２５はリセットされない）。ステップＳ１０９でｆ≧３分であれば、落雷が収まったと判断し、制御信号Ｓ５の出力を停止し（ステップＳ１１０）、ＣＰＵ２１はステップＳ１０３に戻る。
【００３５】
図６は、図５のステップＳ１１０で落雷が収まったと判断されて予備系回路１８への電力Ｓ７ｂの供給が再開された場合に、予備系回路１８が行う処理を示すフローチャートである。電力Ｓ７ｂの供給は再開され、予備系回路１８の動作が再開される（ステップＳ１５１）。予備系回路１８に属する各カードは、運用系回路１７に属する自身と同種のカードが全て正常に動作しているか否かを判断する（ステップＳ１５２）。
【００３６】
ステップＳ１５２で運用系回路１７に属するカードが全て正常に動作していると判断された場合は、避雷器５１によって雷サージの運用系回路１７への侵入は防止されたことになるので、そのまま終了する。運用系回路１７の中に故障しているカードがあれば、どのカードが故障しているかを特定し（ステップＳ１５３）、故障したカードの機能を予備系回路１８に含まれるカードで代替し（ステップＳ１５４）、ステップＳ１５５に進む。これによって無線基地局装置１０の機能は再開される。
【００３７】
運用系回路１７の中に故障しているカードがある場合、保守監視制御カード４６が管理者に落雷が発生した旨を通知し（ステップＳ１５５）、終了する。具体的に管理者にそのことを通知する手段としては、たとえば複数の無線基地局装置１０を統括して遠隔監視する上位装置へのメッセージ送信、管理者への電子メール送信もしくはページャー発呼など、任意の手段を取ることができる。
【００３８】
運用系回路１７に故障したカードがある場合は、もちろんそれらのカードをなるべく早い時期に交換することが望ましい。また、避雷器５１は雷サージを受けて劣化しているので、これもなるべく早い時期に交換することが望ましい。そのため、落雷が発生した旨の通知を受けた管理者は、たとえば晴天時など、明らかに落雷が発生していない状態であることを確認してから、それらの交換を行う。
【００３９】
落雷によって発生する電磁波は、周波数１ｋＨｚ〜１ＭＨｚの範囲で観測することが可能である。従って、検波器１４において電界レベルｅを測定する周波数は、１ｋＨｚ〜１ＭＨｚの範囲から、通信において利用されていない周波数帯で、かつ常にホワイトノイズが測定される周波数をあらかじめ設定するとよい。このようにすると、分配器１２を特定の周波数帯のみを出力するフィルタ機能を具備したものとすることができるので、アンテナ１１から出力された信号Ｓ１を、受信信号Ｓ２とノイズ信号Ｓ３とに分配するように分配器１２を構成することが容易になる。
【００４０】
また、前述のステップＳ１０４およびＳ１０８においては、電界レベルｅの値がｅ−ｅｄ≧１０ｄＢとなれば落雷と判断しているが、この閾値は１０ｄＢに限定されるものではなく、当業者において任意に設定できる。ただし、発明者たちの経験および実験結果では、落雷による電界レベルｅの値の変化はおよそ０〜６０ｄＢ程度であり、かつ１０ｄＢ以下の変化であれば落雷による問題が生じることはほとんどない。このため本実施の形態では、誤動作防止のためのマージンをもって、電界レベルｅの値に１０ｄＢ以上の変化があれば落雷と判断するようにしている。
【００４１】
前述のステップＳ１０９では、経過時間ｆがｆ≧３分であれば落雷が収まったと判断している。落雷は一般的には１分間隔以内で連続して発生するものであるため、本実施の形態では誤動作防止のためのマージンをもって、３分以上落雷が観測されなければ雷が収まったと判断するようにしている。この時間設定も３分に限定されるものではなく、当業者において任意に設定できる。
【００４２】
検波器１４および制御回路１５には、前述のように電源盤１６から電力Ｓ７ｃが供給される。しかしながら、この電力Ｓ７ｃにも雷サージが印加される危険性があり、この雷サージによって検波器１４および制御回路１５が破壊される危険性を否定できない。そのため、電力Ｓ７ｃの経路上には１００Ω程度の雷サージ保護用抵抗１９が直列に挿入されている。これによって検波器１４および制御回路１５を雷サージから保護している。なお、雷サージ保護用抵抗１９の抵抗値も１００Ω前後に限定されるものではなく、当業者において任意に設定できる。
【００４３】
ただし、電力Ｓ７ａおよびＳ７ｂに対して雷サージ保護用抵抗１９と同様の抵抗を実装すると、無線基地局装置１０の消費電力を大幅に増加させ、また抵抗からの放熱が困難であるということになる。従って、電力Ｓ７ａおよびＳ７ｂに対しては、経路上に直列に挿入された雷サージ保護用の抵抗は存在しない。
【００４４】
電源盤１６に搭載されるスイッチ５２は、雷サージによって絶縁破壊を起こさないものを選ぶ必要がある。トランジスタをスイッチ５２として使用する場合は、雷サージで絶縁破壊を起こさない絶縁耐力をもったトランジスタを採用する必要がある。または、遠隔でＯＮ／ＯＦＦが制御可能なブレーカをスイッチ５２として使用することもできる。
【００４５】
以上の構成を取ることにより、無線基地局装置１０が電源装置５０からの出力Ｓ６を経由して避雷器５１の能力を超える雷サージを受けたとしても、電力Ｓ７ｂが遮断されることによって予備系回路１８とのアイソレーションが確保され、予備系回路１８には雷サージが侵入することはない。このため、雷サージによって予備系回路１８が破壊されることはない。従って、雷が収まったときにすぐに、運用系回路１７の故障を予備系回路１８によって代替することができるので、無線基地局装置１０のダウンタイムを短時間で抑えることが可能である。また、時間だけでなく復旧に要する費用も大幅に節減することになる。
【００４６】
制御回路１５によって雷が発生したと判定された場合には、予備系回路１８が雷サージから保護されるが、運用系回路１７への電力Ｓ７ａの供給は継続される。電力Ｓ７ａに雷サージが侵入したとしても、避雷器５１の能力で対応可能なものであれば、運用系回路１７は雷サージによって故障することなく動作を継続するので、運用系回路１７が故障することによる無線基地局装置１０のダウンタイムはない。
【００４７】
つまり、避雷器５１の能力で対応可能な小規模な雷サージであれば運用系回路１７の動作をダウンタイムなしで継続し、避雷器５１の能力を超える大規模な雷サージによって運用系回路１７が故障した場合は予備系回路１８によってダウンタイムを短時間で抑える構成であるので、通信システムをトータルで見た場合の無線基地局装置１０のダウンタイムを短く抑えることが可能である。
【００４８】
また、電源盤１６にＳ６を出力する電源装置５０は、停電の発生に備えて、蓄電池によるバックアップ用電源（図示せず）を装備していることが普通である。Ｓ６がバックアップ用電源から供給されている場合、電力Ｓ７ｂを遮断して予備系回路１８に電力を供給しない分だけ、バックアップ用電力の消費が少なくなる。従って、無線基地局装置１０をバックアップ用電源でより長時間動作させることが可能であるという副次的効果もある。
【００４９】
［第２の実施の形態］
図７は、本発明の第２の実施の形態に係る無線基地局装置２１０の構成を示すブロック図である。無線基地局装置２１０の構成および動作は、本発明の第１の実施の形態に係る無線基地局装置１０とほぼ同一であるため、ここでは第１の実施の形態との相違点を説明するにとどめ、同一の構成要素については同一の参照番号を付して説明を省略する。
【００５０】
無線基地局装置２１０は、分配器１２と受信機カード３３および４３との間に、分配器１２から出力される受信信号Ｓ２を開閉するスイッチ２２０が付加されている。スイッチ２２０は、制御回路１５からの制御信号Ｓ５によって開閉する。制御回路１５によって落雷が発生したと判断されて制御信号Ｓ５が出力されると、電源盤１６が予備系回路１８への電力Ｓ７ｂを遮断すると同時に、スイッチ２２０が受信信号Ｓ２を遮断する。
【００５１】
雷サージは、電源からの出力Ｓ６を経由して侵入するもの以外にも、たとえばアンテナ１１に直撃雷が落ちた場合など、アンテナ１１を経由して侵入する場合もある。本発明の第１の実施の形態では、電源からの出力Ｓ６を経由して侵入する雷サージからしか無線基地局装置１０を保護できなかったが、本発明の第２の実施の形態ではスイッチ２２０が付加されているので、アンテナ１１を経由して侵入する雷サージからも無線基地局装置２１０を保護することが可能である。特に予備系の受信機カード４３を、雷サージから保護することが可能である。
【００５２】
上記以外は、無線基地局装置２１０の構成は無線基地局装置１０と同一である。また、図５のフローチャートで示したＣＰＵ２１が行う処理、および図６のフローチャートで示した予備系回路１８が行う処理も同一である。よって、本発明の第２の実施の形態について、これ以上の説明を省略する。
【００５３】
これまで本発明について図面に示した特定の実施の形態をもって説明してきたが、本発明は図面に示した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の効果を奏する限り、これまで知られたいかなる構成であっても採用することができることは言うまでもないことである。
【産業上の利用可能性】
【００５４】
無線基地局装置に限らず、運用系回路と予備系回路とを備える電子機器全般に対して適用することができる。ただし、アンテナを備えた無線装置であれば、本発明の実施のために新たにアンテナを設ける必要がないので、本発明の技術を適用するにあたってより好適である。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る無線基地局装置の構成を示すブロック図である。
【図２】図１で開示した制御回路の構成を示すブロック図である。
【図３】図１で開示した電源盤、運用系回路および予備系回路の構成を示すブロック図である。
【図４】図３で開示したスイッチの動作を示す表である。
【図５】図２で開示した電界レベル信号に対してＣＰＵが行う処理を示すフローチャートである。
【図６】図５のステップＳ１１０で落雷が収まったと判断されて予備系回路への電力の供給が再開された場合に、予備系回路が行う処理を示すフローチャートである。
【図７】本発明の第２の実施の形態に係る無線基地局装置の構成を示すブロック図である。
【図８】従来の無線基地局装置の構成を示す概念図である。
【符号の説明】
【００５６】
１０  無線基地局装置（電子機器）
１１  アンテナ
１２  分配器
１４  検波器
１５  制御回路（判定機構）
１６  電源盤（配電装置）
１７  運用系回路
１８  予備系回路
１９  雷サージ保護用抵抗
２１  ＣＰＵ
２２  メモリ
２３  Ａ／Ｄコンバータ
２４  Ｄ／Ａコンバータ
２５  タイマ
３３  受信機カード（受信回路）
４３  受信機カード
５０  電源装置
５１  避雷器
２１０  無線基地局装置
２２０  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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【図８】
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