JP3999429B2

JP3999429B2 - 単信式無線機

Info

Publication number: JP3999429B2
Application number: JP2000012243A
Authority: JP
Inventors: 一正水田
Original assignee: Kenwood KK
Current assignee: Kenwood KK
Priority date: 2000-01-20
Filing date: 2000-01-20
Publication date: 2007-10-31
Anticipated expiration: 2020-01-20
Also published as: JP2001203604A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、対向する無線機が１周波数で交互に送受信を行う単信式無線機に関し、無線機が容易に周波数と送信出力を切り替えて無線通信とを行うことができる単信式無線機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、プレストークによる単信式無線通信は、対向する無線機が送受信共に同一の周波数の電波を用いて交互に通信を行う方式であり、例えば現在においても業務用無線等に使用されている。
図４は、従来のプレストークによる単信式無線通信機の一例を示す構成概要図であって、通信を行う場合には本無線機を２台以上用いて通信を行うものである。
同図に示すように、本無線機は、アンテナ７０と、高周波バンドパスフィルタ７１と、アンテナ切替器７２と、送信電力増幅器７４とミキサ７５と中間周波バンドパスフィルタ７６と増幅器７７とから成る送信部７３と、信号発生部７８と、低雑音増幅器８０とミキサ８１と中間周波バンドパスフィルタ８２と増幅器８３とから成る受信部７９と、制御部８４と、マイク８５と、プレススイッチ８６と、スピーカ８７とで構成される。
ここで、例えば、基地局と端末機に前記構成の無線機をそれぞれ配置し、送受信周波数として同一周波数ｆ４を用いて通信を行う場合の無線機の動作は、次の通りである。
【０００３】
図４において、基地局側の無線機のプレススイッチ８６を押下すると、アンテナ切替器７２は高周波バンドパスフィルタ７１の出力回路を送信電力増幅器７４に接続する。そして、マイク８５から出力される音声信号は制御部８４で変調処理され、増幅器７７で増幅されて中間周波バンドパスフィルタ７６で帯域制限された後、ミキサ７５において信号発生部７８からの高周波信号と混合されて周波数ｆ４に変換される。さらにこの信号は送信電力増幅器７４で所定の電力に増幅され、アンテナ切替器７２を経由して高周波バンドパスフィルタ７１で不要波が除去された後、アンテナ７０から送信される。
前記基地局から送信された周波数ｆ４の電波は、端末機に設置された同一構成の無線機で受信される。端末機の無線機は通常プレススイッチ８６を押下していない時は、アンテナ切替器７２は高周波バンドパスフィルタ７１の出力回路を低雑音増幅器８０に接続している。
アンテナ７０で受信された周波数ｆ４の電波は、高周波バンドパスフィルタ７１で所定帯域以外の不要波が除去されて、低雑音増幅器８０で増幅され、ミキサ８１において信号発生部７８からの高周波信号と混合されて中間周波信号に周波数変換される。
周波数変換された信号は、中間周波バンドパスフィルタ８２で帯域制限され、増幅器８３で増幅された後、制御部８４で音声帯域に復調、信号処理された後スピーカ８７から音声として出力される。
端末機から送信し基地局で受信する場合も、上記と同様の手順で通信が行われる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記構成の単信式無線機は、送信と受信とで同一の周波数を用いて一方向通信を行うものであるので、無線機は常に一つの用途に限定されて運用される。例えば、公共機関等の業務用無線として、一つの基地局で半径２０〜３０ｋｍのエリアをカバーできる出力５Ｗ程度の広域通信用の無線機として、エリア内の端末機との連絡等に使用される。
従って、このような用途の前記基地局を用いて作業現場等における特定の小エリア内の端末機間との通信を行うと、広域にわたって必要以上の電波を放射して、周辺の他の無線機に悪影響を与えることになる。
この問題に対し、同一無線機で広域通信用と小エリア通信用の周波数を別にして運用することも考えられるが、例えば、ある端末機が小エリア通信用の周波数に設定していたとすると、広域通信用の周波数を用いた一斉通報などの情報を受信できなくなるという問題があった。
また、特定の小エリアで無線連絡を行う方法として、広域通信用の無線機とは別に、他の小エリア用の無線機を準備することや、無線機をデュアルバンドで構成する方法も考えられるが、余分のコストがかかるという問題があった。
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであって、簡単な構成で、１台の無線機で２つの異なる周波数を同時に送受信することが可能な無線機を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、請求項１の発明においては、通信周波数が第１と第２の周波数に変更可能な単信式無線機であって、受信部は、アンテナで受信された第２の周波数の受信信号を第３の周波数の中間周波信号に変換する受信周波数変換手段と、第１の周波数と第３の周波数のそれぞれの帯域制限を行うＩＦバンドパスフィルタ手段と、アンテナで受信された第１の周波数の受信信号を直接前記ＩＦバンドパスフィルタ手段に出力する受信信号分配手段と、前記受信周波数変換手段からの出力信号を前記ＩＦバンドパスフィルタ手段へ導く信号結合手段と、前記ＩＦバンドパスフィルタ手段の出力をディジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換手段と、前記Ａ／Ｄ変換手段からのディジタル信号から所定のチャネル信号を抽出するディジタルフィルタ手段と、前記ＩＦバンドパスフィルタ手段の出力から第１の周波数を抽出するバンドパスフィルタ手段と、前記バンドパスフィルタ手段の出力信号レベルと予め設定した所定値とを比較する比較手段とを備え、前記バンドパスフィルタ手段の出力レベルの方が小さいときは前記ディジタルフィルタ手段を制御して第２の周波数による受信可能状態を維持し、前記バンドパスフィルタ手段の出力レベルの方が大きいときは前記ディジタルフィルタ手段を制御して第１の周波数による受信可能状態へ移行する、ことを特徴とする。
また、請求項２の発明においては、請求項１の単信式無線機において、ディジタル変調信号をアナログ信号に変換するＤ／Ａ変換手段と、前記アナログの変調信号を高周波信号に周波数変換するための信号発生部と周波数混合部とから成る送信周波数変換手段と、送信電力増幅手段と、を備えた送信部を備え、第１の周波数による受信が可能な状態では、前記送信周波数変換手段の信号発生部は第１の周波数に対応する電波を送信するために必要な高周波信号を前記周波数混合部に供給し、第２の周波数による受信が可能な状態では、前記送信周波数変換手段の信号発生部は第２の周波数に対応する電波を送信するために必要な高周波信号を前記周波数混合部に供給する、ことを特徴とする。
更に、請求項３の発明においては、請求項２の単信式無線機において、前記送信電力増幅手段は可変電力増幅部で形成されて増幅度が制御され、該可変電力増幅部の出力レベルが、第１の周波数による送受信が可能な状態と第２の周波数による送受信が可能な状態とでは異なることを特徴とする。
【０００６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図面に示した実施の形態に基づいて説明する。図１は、本発明に係わる無線機の実施の一形態例を示す構成概要図である。
同図に示すように、本無線機は、広帯域アンテナ１と、複数の周波数帯のフィルタ部を有する高周波バンドパスフィルタ２と、アンテナ切替器３と、可変送信電力増幅器４１とミキサ４２と中間周波バンドパスフィルタ４３と増幅器４４とＤ／Ａ変換器４５とディジタルフィルタ４６とから成る送信部４と、低雑音増幅器５１とミキサ５２と複数のチャネルフィルタ部を有する中間周波バンドパスフィルタ５５と低雑音増幅器５６とＡ／Ｄ変換器５８とディジタルフィルタ５９とバンドパスフィルタ６０と特定の周波数帯の信号を二次側に出力する信号分配器５３、５７と信号結合器５４とからなる受信部５と、信号発生部６と、制御部７と、マイク８、プレススイッチ９と、スピーカ１０とで構成される。
そして、通信を行う場合には、前記構成の無線機を基地局あるいは端末機として配置して通信を行う。
【０００７】
図２は、上記構成の無線機を業務用無線の基地局及び複数の端末機として使用した運用形態の一例である。同図における基地局１１と端末機１２、１３、１４、１５間の広域通信用周波数を、例えば１５０ＭＨｚ帯のｆ１、前記端末機１２、１３間の小エリア通信用周波数を、例えば４００ＭＨｚ帯のｆ２、また、端末機１４、１５間の小エリア通信用周波数を、例えば４００ＭＨｚ帯のｆ３とする。
この時、前記アンテナ１は１５０ＭＨｚ帯及び４００ＭＨｚ帯の周波数の信号の送受信が可能であり、前記高周波バンドパスフィルタ２は１５０ＭＨｚ帯及び４００ＭＨｚ帯のそれぞれ所定の周波数帯に対するフィルタ機能を有するものである。更に、前記信号分配器５３、５７は、それぞれ１５０ＭＨｚ帯の周波数ｆ１の信号を２次側に出力する。
上記構成において、端末機１２、１３間の小エリアでの４００ＭＨｚ帯の周波数ｆ２による端末機間通信を行う場合について説明する。
【０００８】
端末機１２のプレススイッチ９を押下すると、アンテナ切替器３は高周波バンドパスフィルタ２の出力回路を可変送信電力増幅器４１に接続する。そして、マイク８から出力された音声信号は制御部７でディジタル的に変調処理され、ディジタルフィルタ４６でチヤネル生成が行われてＤ／Ａ変換器４５においてアナログ信号に変換される。
このアナログ信号は増幅器４４で増幅され、中間周波バンドパスフィルタ４３において不要波が除去された後、ミキサ４２において信号発生部６からの高周波信号と混合されて周波数ｆ２の高周波信号に変換される。更に可変送信電力増幅器４１で所定の電力に増幅され、アンテナ切替器３を経て高周波バンドパスフィルタ２で不要波が除去された後、アンテナ１から送信される。このとき、可変送信電力増幅器４１は、小エリア通信を行うために、制御部７からの制御信号により小電力モード、例えば１００ｍＷ程度の増幅度に設定される。
【０００９】
前記端末機１２から送信された周波数ｆ２の送信電波は、端末機１３で受信される。端末機１３では、通常プレススイッチ９が押下されていない時は、アンテナ切替器３は高周波バンドパスフィルタ２の出力回路を低雑音増幅器５１に接続している。
アンテナ１で受信された周波数ｆ２の電波信号は、高周波バンドパスフィルタ２の４００ＭＨｚ帯のフィルタ部で所定の帯域以外の不要波が除去された後、アンテナ切替器３を経て低雑音増幅器５１で増幅される。更にミキサ５２において信号発生部６からの高周波信号と混合されて周波数ｆ０２の中間周波信号に周波数変換される。前記ｆ０２の中間周波信号は、信号結合器５４を経由して中間周波バンドパスフィルタ５５で帯域制限される。
【００１０】
図３は、前記中間周波バンドパスフィルタ５５のフィルタ特性図である。同図に示すように、この中間周波バンドパスフィルタ５５は１５０ＭＨｚ帯の複数の狭帯域チヤネルを収容できるように広帯域化されており、例えば、それぞれ２０ｋＨｚ程度の帯域幅を持つ、ｆ１、ｆ０２、ｆ０３、ｆ０４帯の信号４波を収容可能であり、全体で１００ｋＨｚ程度の通過帯域幅を持つものである。
この中間周波バンドパスフィルタ５５のｆ０２帯のフィルタで帯域制限された前記中間周波信号は低雑音増幅器５６で増幅された後、Ａ／Ｄ変換器５８でディジタル信号に変換される。該ディジタル信号はディジタルフィルタ５９でチヤネル分離された後、制御部７で音声帯域に復調され、信号処理された後スピーカ１０から音声として出力される。
端末機１３から送信し、端末機１２で受信する場合も同様の手順で通信が行われる。
【００１１】
端末機１２、１３は上記の通話中においても常に以下の動作を行うことにより、基地局１１から発射される１５０ＭＨｚ帯の周波数ｆ１の広域通信用電波を受信することが可能である。
基地局１１から発射された周波数ｆ１の電波は、端末機１２あるいは端末機１３のアンテナ１で受信され、信号分配器５３を経由して中間周波バンドパスフィルタ５５に入力される。前記中間周波バンドパスフィルタ５５のｆ１帯のフィルタで帯域外の不要波が除去された受信信号は、低雑音アンプ５６で増幅され、Ａ／Ｄ変換器５８でディジタル信号に変換されると共に、信号分配器５７を経由してバンドパスフィルタ６０に入力される。
前記バンドパスフィルタ６０に入力された信号は、ｆ１以外の不要波が除去されて制御部７に入力する。前記制御部７においては、周波数ｆ１の受信電界強度が測定され、受信可能なレベルの電界強度が確認されると、制御部７はディジタルフィルタ５９の設定チヤネルをｆ２からｆ１に変更する。これによりＡ／Ｄ変換器５８でディジタル信号に変更された周波数ｆ１の信号は、ディジタルフィルタ５９でチャネル分離されて制御部７で音声帯域に復調され、スピーカ１０から音声として出力される。
【００１２】
前記端末機１２あるいは１３が基地局１１からの通報に応答する場合には、制御部７からの制御信号によってディジタルフィルタ４６のチャネル生成機能をｆ２からｆ１に切り替え、更に可変送信増幅器４１の出力を所定の広域通信用出力（例えば、５Ｗ程度）に変更すると共に、信号発生部６の周波数の発振周波数を制御して送信周波数がｆ１になるように設定する。そして、端末機１２あるいは１３がプレススイッチ９を押下すると、アンテナ切替器３は高周波バンドパスフィルタ２の出力回路を可変送信電力増幅器４１に接続する。
以下、前述の動作と同様にして、前記ミキサ４２において信号発生部６からの高周波信号と混合されて１５０ＭＨｚ帯の周波数ｆ１に変換され、さらに可変送信電力増幅器４１で所定の電力に増幅される。この送信信号はアンテナ切替器３を経由して高周波バンドパスフィルタ２の１５０ＭＨｚ帯のフィルタ部で不要波が除去されてアンテナ１から送信される。
この送信電波を受信することによって、基地局１１は端末機１２あるいは端末機１３からの応答信号を受信することができる。
周波数ｆ３の電波で端末機間通信を行っている端末機１４、１５についても、上記と同様にして、周波数ｆ１の基地局電波を受信し、周波数ｆ１で応答することが可能である。
【００１３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の無線機によれば、受信部をスーパーヘテロダイン方式によって中間周波信号に変換して受信する回路と、周波数変換することなく直接受信できる受信回路とを組み合わせ、また送信部においては広域通信用と小エリア通信用に送信パワーを調節できる可変送信電力増幅器を用いることにより、１台の無線機で２つの異なる周波数を同時に受信することが可能であり、たとえば、小エリアでの無線通信と一斉通信など広域の無線通信を同時に行うことができる。
このように本発明は多目的の無線機を低コストで利用者に提供する上で大いに貢献できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る無線機の実施の一形態例を示す構成概要図。
【図２】図１における受信中間周波バンドパスフィルタ５５の帯域内周波数割当の一例を示す図。
【図３】本発明の無線機を使用した運用形態の一例を示す模式図。
【図４】従来の単信式無線通信の一例を示す構成概要図。
【符号の説明】
（本発明に係わる）
１・・アンテナ、２・・高周波バンドパスフィルタ、３・・アンテナ切替器、
４・・送信部、５・・受信部、６・・信号発生部、７・・制御部、
８・・マイク、９・・プレススイッチ、１０・・スピーカ、
１１・・基地局、１２、１３、１４、１５・・端末機
４１・・可変送信電力増幅器、４２・・ミキサ、
４３・・中間周波バンドパスフィルタ、４４・・増幅器、
４５・・Ｄ／Ａ変換器、４６・・ディジタルフィルタ、５１・・低雑音増幅器、
５２・・ミキサ、５３・・信号分配器、５４・・信号結合器、
５５・・中間周波バンドパスフィルタ、５６・・低雑音増幅器、
５７・・信号分配器、５８・・Ａ／Ｄ変換器、５９・・ディジタルフィルタ、
６０・・バンドパスフィルタ、
（従来技術に係わる）
７０・・アンテナ、７１・・高周波バンドパスフィルタ、
７２・・アンテナ切替器、７３・・送信部、７４・・送信電力増幅器、
７５・・ミキサ、７６・・中間周波バンドパスフィルタ、７７・・増幅器、
７８・・信号発生部、７９・・受信部、８０・・低雑音増幅器、
８１・・ミキサ、８２・・中間周波バンドパスフィルタ、８３・・増幅器、
８４・・制御部、８５・・マイク、８６・・プレススイッチ、
８７・・スピーカ

Claims

通信周波数が第１と第２の周波数に変更可能な単信式無線機であって、
受信部は、
アンテナで受信された第２の周波数の受信信号を第３の周波数の中間周波信号に変換する受信周波数変換手段と、
第１の周波数と第３の周波数のそれぞれの帯域制限を行うＩＦバンドパスフィルタ手段と、
アンテナで受信された第１の周波数の受信信号を直接前記ＩＦバンドパスフィルタ手段に出力する受信信号分配手段と、
前記受信周波数変換手段からの出力信号を前記ＩＦバンドパスフィルタ手段へ導く信号結合手段と、
前記ＩＦバンドパスフィルタ手段の出力をディジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換手段と、
前記Ａ／Ｄ変換手段からのディジタル信号から所定のチャネル信号を抽出するディジタルフィルタ手段と、
前記ＩＦバンドパスフィルタ手段の出力から第１の周波数を抽出するバンドパスフィルタ手段と、
前記バンドパスフィルタ手段の出力信号レベルと予め設定した所定値とを比較する比較手段とを備え、
前記バンドパスフィルタ手段の出力レベルの方が小さいときは前記ディジタルフィルタ手段を制御して第２の周波数による受信可能状態を維持し、
前記バンドパスフィルタ手段の出力レベルの方が大きいときは前記ディジタルフィルタ手段を制御して第１の周波数による受信可能状態へ移行する、
ことを特徴とする単信式無線機。
前記単信式無線機は、
ディジタル変調信号をアナログ信号に変換するＤ／Ａ変換手段と、
前記アナログの変調信号を高周波信号に周波数変換するための信号発生部と周波数混合部とから成る送信周波数変換手段と、
送信電力増幅手段と、
を備えた送信部を備え、
第１の周波数による受信が可能な状態では、前記送信周波数変換手段の信号発生部は第１の周波数に対応する電波を送信するために必要な高周波信号を前記周波数混合部に供給し、
第２の周波数による受信が可能な状態では、前記送信周波数変換手段の信号発生部は第２の周波数に対応する電波を送信するために必要な高周波信号を前記周波数混合部に供給する、
ことを特徴とする請求項１に記載の単信式無線機。
前記送信電力増幅手段は可変電力増幅部で形成されて増幅度が制御され、該可変電力増幅部の出力レベルが、第１の周波数による送受信が可能な状態と第２の周波数による送受信が可能な状態とでは異なることを特徴とする請求項２に記載の単信式無線機。