JP4805241B2 - 無線中継機 - Google Patents

Description

本発明は、通称携帯型トランシーバと称される携帯型の無線通信機を用いて三人以上の者が同時通話を行う無線同時通話システムに使用される無線中継機に関するものである。

近年、無線中継機は、無線通信機の用途拡大に伴い、様々な分野で使用されている。特に特定小電力無線機と称される無線機については、複数の者が無線通信機を使って電話の感覚で同時に話したり聞いたりすることが出来るシステムが多方面で活用され、三者以上の同時通話を行うための専用の電波も特別に割り当てられている。

以下、図面を参照しながら、上述した従来の無線中継機の一例について説明する。
図４は一般的な同時通話用の無線通信機のブロック図を示すものである。また、図５は従来の３者同時通話用の無線中継機のブロック図を示すものである。更に、図６は、図４に示す無線通信機を３台用いて図５に示す無線中継機を経由して３者間の無線同時通話を行う場合の動作説明図を示すものである。

図４において、２１は送受信アンテナで、空間に輻射された無線電波を捕捉し、高周波信号に変換するとともに、送信時においては高周波電力を空間に輻射する。

２４は受信復調手段で、上記送受信アンテナ２１によって得られた高周波信号の中から予め決められた周波数の高周波信号を復調し、音声信号に変換する。２６はスピーカで、上記受信復調手段２４によって得られた電気的な音声信号を音響に変換する。

２５はマイクロホンで、人の音声を電気信号に変換する。２３は変調送信手段で、マイクロホン２５の出力に接続され、マイクロホン２５によって変換された音声信号を無線電波として送信可能な形式の信号に変換し、電波として輻射するために必要な電力に増幅する。

２２はデュプレクサで、変調送信手段２３が出力した送信電力を送受信アンテナ２１にのみ伝達し、受信復調手段２４への漏洩を防止するとともに、送受信アンテナ２１によって得られた高周波信号を受信復調手段２４のみに伝達する役目を持つ。

以上のように構成された無線通信機について、以下その動作について説明する。
無線通信機の使用者が発声した音声はマイクロホン２５によって電気信号に変換され、更に変調送信手段２３によって変調され、所要の送信電力に増幅された後、デュプレクサ２２を経由して送受信アンテナ２１に供給される。

送受信アンテナ２１からは無線通信機の使用者の音声が変調された無線電波が輻射される。このときの無線電波の周波数をｆａとする。

一方、外部から飛来した周波数ｆｔの無線電波は送受信アンテナ２１によって捕捉され、デュプレクサ２２を経由して受信復調手段２４によって音声信号に復調された後、スピーカ２６によって音響となるので、無線通信機の使用者が相手方の音声として知覚することが出来る。

ここで通話の相手方が同一構成の無線通信機を使用し、相手方の無線通信機の送信周波数をｆｔに、また受信周波数をｆａにそれぞれ設定すれば、相手方の音声は周波数ｆｔの無線電波として送信され、当方の無線機によって音響として再生される。また同時に当方の音声は周波数ｆａとして送信され、相手方の無線通信機によって音響として再生される。即ち、互いに送話しながら受話するという同時通話が可能となる。

以上が二者間の同時通話の動作であるが、３者以上の同時通話も可能である。３者以上の同時通話を行う場合には、無線中継機を経由する必要がある。

以下、図５に示す無線中継機の動作について説明する。
図５において、７は受信アンテナで、空間に輻射された無線電波を捕捉し、高周波信号に変換する。１、２及び３は受信復調手段で、上記送受信アンテナ７によって得られた高周波信号の中から予め決められた周波数の高周波信号を復調し、音声信号に変換する。図５の例では、受信復調手段１は周波数ｆ１ａ、受信復調手段２は周波数ｆ２ａ、受信復調手段３は周波数ｆ３ａの無線電波をそれぞれ受信し復調するものとする。また、周波数ｆ１ａ、ｆ２ａ及びｆ３ａは互いに異なる周波数であるものとする。

４はミキサで、受信復調手段１、２及び３の出力を加算する。６は変調送信手段で、ミキサ４の出力に接続され、ミキサ４によって加算された音声信号を無線電波として送信可能な形式の信号に変換し、電波として輻射するために必要な電力に増幅する。８は送信アンテナで、送信時に高周波電力を空間に輻射する。このとき、送信アンテナ８から輻射される電波の周波数をｆｔとする。

以上のように構成された無線中継機について、以下その動作について説明する。
周波数ｆ１ａ、ｆ２ａ及びｆ３ａの無線電波は受信アンテナ７によって捕捉され、受信復調手段１、２及び３によって音声信号に復調された後、ミキサ４によって加算される。ミキサ４の出力は変調送信手段６によって変調され、所要の送信電力に増幅された後、送信アンテナ８に供給される。送信アンテナ８からは、受信周波数ｆ１ａ、ｆ２ａ及びｆ３ａの３個の無線電波に変調信号として含まれる３個の無線通信機の使用者の音声の和が変調された無線電波となって輻射される。このとき、送信アンテナ８から輻射される無線電波の周波数はｆｔである。

図６は、図４に示す無線通信機を３台用いて、図５に示す無線中継機を経由して３者間の同時通話を行う場合の動作説明図である。

３１、３２、３３は図４に示す無線通信機であり、それぞれの無線通信機の送信周波数はｆ１ａ、ｆ２ａ及びｆ３ａである。無線通信機３１、３２及び３３の受信周波数はすべて同じでｆｔである。また３４は図５に示す無線中継機であり、無線中継機３４の受信周波数はｆ１ａ、ｆ２ａ及びｆ３ａであり、無線中継機３４の送信周波数はｆｔである。

無線通信機３１、３２及び３３によって送話されたそれぞれの音声信号は無線中継機３４によって合成された後、周波数ｆｔの無線電波となって無線中継機３４の送信アンテナ８から輻射され、無線通信機３１、３２及び３３にそれぞれ受信周波数ｆｔの無線電波となって到達し、３個すべての無線通信機のスピーカから３者の合成音声が出力される。従って、３者間で送話と受話が同時に可能となる。

しかしながら上記のような構成では、同時通話が可能な無線通信機の数は無線中継機３４に内蔵する受信復調手段の数に等しくなるので、
（１）無線中継機が製品として完成した後は、同時通話可能な無線通信機の数量を増やすことが出来ない。
（２）無線中継機３４に内蔵する受信復調手段の数を増やせば同時通話可能な無線通信機の数量も多くすることが出来るが、コストが高くなり、少数での同時通話の場合に、余分な受信復調手段のコストが無駄になる。
という問題点を有していた。

本発明は上記問題点を解決し、複数の無線中継機を無線によって連結接続することにより同時通話を行う無線通信機の数を理論上、無制限に増加させることが出来る無線中継機を提供することにある。

上記問題点を解決するために本発明の無線中継機は、無線電波を受信し音声信号を復調するための複数の受信復調手段と、上記複数の受信復調手段によって出力されたそれぞれの復調信号を加算するためのミキサと、音声信号を変調し無線電波として送信するための変調送信手段と、複数の無線通信機が共有する一つの受信周波数を上記変調送信手段の第１の送信周波数とし、自局以外の他の一つの無線中継機内の一つの受信復調手段の受信周波数を上記変調送信手段の第２の送信周波数として設定することの出来る周波数設定手段と、上記第１及び第２の送信周波数を選択することが出来るスイッチとを備えたことを特徴とする。

本発明の無線中継機は、上記した構成によって、受信復調手段の出力信号を加算した音声信号が、別の無線中継機内部の一つの受信復調手段の受信周波数として変調送信されるため、
（１）無線中継機が製品として完成した後でも、同時通話可能な無線通信機の数を理論上無限に増やすことが出来る。
（２）無線中継機に内蔵する受信復調手段は最小限の個数で済み、少数での同時通話の場合でも余分な受信復調手段のコストが無駄にならない。
（３）無線中継機間の信号伝達のための機械的な接続手段が不要である。

以下、本発明に係る実施形態について、図面を参照して説明する。なお、同様の構成要素については同一の符号を付している。

図１は本発明の実施例の無線中継機のブロック図を示すものである。また図２は図１に示す無線中継機を２台、無線によって連結接続した場合のブロック図である。更に図３は、図４に示す無線通信機を６台用い、図２に示す２台が無線連結接続された無線中継機を経由して、６者間で同時通話を行う場合の動作説明図である。

図１において、図５と同一符号を付した構成要素は、その機能及び動作においてまったく同一であるため説明を省略する。

図１において、９は追加された受信復調手段であり、受信復調手段９の出力はミキサ４に接続されている。受信復調手段９の受信周波数は、ｆ１ａ、ｆ２ａ、ｆ３ａとは異なり、後述する別の周波数が設定される。１０は周波数設定手段で、２個の周波数ｆｔ及びｆｓが記憶されている。５はスイッチで、スイッチ５が接点Ｔに接続された場合には周波数設定手段１０によって変調送信手段６の送信周波数がｆｔに設定される。またスイッチ５が接点Ｓに接続された場合には周波数設定手段１０によって変調送信手段６の送信周波数がｆｓに設定される。
以上のように構成された無線中継機について、以下図１を用いてその動作を説明する。

図１において、周波数ｆ１ａ、ｆ２ａ及びｆ３ａの無線電波は受信アンテナ７によって捕捉され、受信復調手段１、２及び３によって音声信号に復調された後、ミキサ４によって加算される。この動作は図５に示す無線中継機の動作と全く同じであるが、ミキサ４には受信復調手段９によって復調された音声信号も同時に加算される。

また、スイッチ５が接点Ｔに接続されている場合は、ミキサ４の出力は変調送信手段６によって変調され、所要の送信電力に増幅された後、送信アンテナ８に供給される。この動作も図５に示す無線中継機の動作と全く同じであるが、無線送信アンテナ８からは、受信周波数ｆ１ａ、ｆ２ａ及びｆ３ａの３個の無線電波に変調信号として含まれる３個の無線通信機の使用者の音声信号と、受信復調手段９によって復調された音声信号の和が変調された無線電波となって輻射される。このとき、送信アンテナ８から輻射される無線電波の周波数をｆｔとする。受信復調手段９の受信周波数はｆ１ａ、ｆ２ａ、ｆ３ａのいずれとも異なるため同時通話を３者で行う場合には図１に示す無線中継機を１台使用すれば、図５に示す無線中継機と全く同じ動作となる。

一方、スイッチ５が接点Ｓに接続されている場合は、変調送信手段６の送信周波数はｆｓとなるので図６に示す無線通信機３１、３２及び３３はこの電波を受信しない。

次に、同時通話を６者で行う場合の無線中継機の動作について、図２を参照しながら説明する。図２において、各構成要素の符号の後にａ及びｂを付加したのは二つの無線中継機を無線中継機１１ａ及び無線中継機１１ｂとして区別するためであり、符号の数字が図１に示す無線中継機と同一の構成要素は、その機能及び動作において図１の構成要素と全く同一である。

図２において、１１ａ及び１１ｂは図１に示す無線中継機と同じものであり、無線中継機１１ａのスイッチ５ａは接点Ｓに接続されている。従って、無線中継機１１ａの変調送信手段６ａの送信周波数はｆｓ１となる。また無線中継機１１ｂのスイッチ５ｂは接点Ｔに接続されている。従って、無線中継機１１ｂの変調送信手段６ｂの送信周波数はｆｔとなる。更にここで、無線中継機１１ｂの受信復調手段９ｂの受信周波数は無線中継機１１ａの送信周波数ｆｓ１に設定されているものとする。

以上のように構成された無線中継機について、以下図２を用いてその動作を説明する。
周波数ｆ１ａ、ｆ２ａ及びｆ３ａの無線電波は受信アンテナ７ａによって捕捉され、受信復調手段１ａ、２ａ及び３ａによって音声信号に復調された後、ミキサ４ａによって加算される。スイッチ５ａは接点Ｓに接続されているので、変調送信手段６ａの送信周波数はｆｓ１となり、無線中継機１１ａの送信アンテナ８ａからは周波数ｆｓ１の無線電波が輻射される。

送信周波数ｆ１ａ、ｆ２ａ、ｆ３ａの３個の無線通信機の使用者のそれぞれの音声が加算された信号を変調信号とする周波数ｆｓ１の無線電波は無線中継機１１ｂの受信アンテナ７ｂによって捕捉され、受信復調手段９ｂによって音声信号に復調された後、ミキサ４ｂに入力される。

また無線中継機１１ｂの受信アンテナ７ｂは別の周波数ｆ１ｂ、ｆ２ｂ及びｆ３ｂの３個の無線電波を捕捉し、受信復調手段１ｂ、２ｂ及び３ｂによって音声信号に復調された後、ミキサ４ｂによって加算される。ミキサ４ｂは同時に受信復調手段９ｂによって復調された信号も加算するため、ミキサ４ｂの出力には、受信周波数ｆ１ａ、ｆ２ａ、ｆ３ａ及びｆ１ｂ、ｆ２ｂ、ｆ３ｂの６個の無線電波に変調信号として含まれる６個の無線通信機の使用者の音声信号の和が出力される。

無線中継機１１ｂのスイッチ５ｂは接点Ｔに接続されているので、ミキサ４ｂの出力信号は変調送信手段６ｂに入力され、送信アンテナ８ｂからは、周波数ｆ１ａ、ｆ２ａ、ｆ３ａ及びｆ１ｂ、ｆ２ｂ、ｆ３ｂの６個の無線電波に変調信号として含まれる６個の無線通信機の使用者の音声の加算された信号が変調された無線電波が輻射される。このときの送信アンテナ８ｂから輻射される無線電波の周波数はｆｔである。

図３は、図４に示す無線通信機を６台用いて、図１に示す無線中継機を図２に示す接続状態にて２台無線連結接続して、６者間で同時通話を行う場合の動作説明図である。
３１、３２、３３及び４１、４２、４３は図４に示す無線通信機であり、それぞれの無線通信機の送信周波数はｆ１ａ、ｆ２ａ、ｆ３ａ及びｆ１ｂ、ｆ２ｂ、ｆ３ｂである。無線通信機３１、３２、３３及び４１、４２、４３の受信周波数はすべて同じでｆｔである。

また１１ａ及び１１ｂはそれぞれ図２に示す無線中継機１１ａ及び無線中継機１１ｂであり、無線中継機１１ａの送信アンテナから輻射される電波の周波数はｆｓ１である。

無線中継機１１ａの受信周波数はｆ１ａ、ｆ２ａ、ｆ３ａであり、無線中継機１１ｂの受信周波数はｆ１ｂ、ｆ２ｂ、ｆ３ｂそしてｆｓ１である。無線中継機１１ｂの送信アンテナ８ｂからは送信周波数ｆｔの無線電波が輻射される。

無線通信機３１、３２、３３に対して送話されたそれぞれの音声信号は無線中継機１１ａによって合成された後、無線中継機１１ａの送信アンテナ８ａから周波数ｆｓ１の電波となって輻射され、更に無線中継機１１ｂの受信アンテナ７ｂを経由して図２に示す無線中継機１１ｂの受信復調手段９ｂによって音声信号に復調された後、ミキサ４ｂに伝達される。また、無線通信機４１、４２、４３に対して送話されたそれぞれの音声信号は無線中継機１１ｂによって加算されると同時に、図２に示す無線中継機１１ｂの受信復調手段９ｂによって復調された音声信号とも加算される。

従って、結果的に、無線通信機３１、３２、３３及び４１、４２、４３に対して送話されたそれぞれの音声信号は無線中継機１１ｂの送信アンテナ８ｂから周波数ｆｔの無線電波となって輻射される。

無線中継機１１ｂから送信された無線電波は無線通信機３１、３２、３３及び４１、４２、４３に受信周波数ｆｔの無線電波としてそれぞれ到達し、６個すべての無線通信機のスピーカから６者の合成音声が出力される。従って、６者間で送話と受話を同時に行うことになり、６者間での同時通話が可能となる。

更に、図２における無線中継機１１ｂの周波数設定手段５ｂを接点Ｓに接続し、第３の無線中継機を追加すれば９者間の同時通話が可能となる。この場合、追加した第３の無線中継機は、変調送信手段の送信周波数をｆｔに、受信復調手段９の受信周波数をｆｓ２にそれぞれ設定すればよい。

更にこの設定を拡張し、無線中継機をｎ段無線連結した場合には、
（１）無線中継機１は、受信復調手段９の受信周波数は不問で送信周波数をｆｓ１に
（２）無線中継機２は、受信復調手段９の受信周波数をｆｓ１に、送信周波数をｆｓ２に
（３）無線中継機３は、受信復調手段９の受信周波数をｆｓ２に、送信周波数をｆｓ３に
（４）無線中継機ｎは、受信復調手段９の受信周波数をｆｓ（ｎ−１）で送信周波数をｆｔとなるようにそれぞれ設定すれば、理論上、同時通話の数を無限に増やすことが出来る。

以上のように本実施の形態によれば、無線電波を受信し音声信号を復調するための複数の受信復調手段と、上記複数の受信復調手段によって出力されたそれぞれの復調信号を加算するためのミキサと、音声信号を変調し無線電波として送信するための変調送信手段と、複数の無線通信機が共有する一つの受信周波数を上記変調送信手段の第１の送信周波数とし、自局以外の他の一つの無線中継機内の一つの受信復調手段の受信周波数を上記変調送信手段の第２の送信周波数として設定することの出来る周波数設定手段と、上記第１及び第２の送信周波数を選択することが出来るスイッチとを設けることにより、受信復調手段の出力信号を加算した音声信号が、別の無線中継機内部の一つの受信復調手段の受信周波数として変調送信されるため、
（１）無線中継機が製品として完成した後でも、同時通話可能な無線通信機の数を理論上無限に増やすことが出来る。
（２）無線中継機に内蔵する受信復調手段は最小限の個数で済み、少数での同時通話の場合でも余分な受信復調手段のコストが無駄にならない。
（２）無線中継機間の信号伝達のための機械的な接続手段が不要である。

なお、実施例においてスイッチ５は手動で切り替えるものとしたが、マイコン等のプログラムによって同様の機能が実現できることは言うまでもない。

更に、複数の無線中継機は互いに近距離に設置することになるため、送信周波数ｆｓの電波は微弱なものでよい。そのためにスイッチ５がＳに設定された無線中継機は自動的に送信電力を低下させるようにすれば利便性が一層向上することは明白である。

本発明の実施形態を示す無線中継機のブロック図 同無線中継機を２台無線連結接続した場合のブロック図 同無線中継機を２台無線連結接続して６者間で同時通話を行う場合の動作説明図 一般的な同時通話用の無線通信機のブロック図 従来の無線中継機のブロック図 従来の無線中継機によって３者間で同時通話を行う場合の動作説明図

符号の説明

１〜３、９ 受信復調手段
４ ミキサ
５ スイッチ
６ 変調送信手段
１０ 周波数設定手段

Claims (1)

1. ２台以上を同時に使用する無線中継機であって、無線電波を受信し音声信号を復調するための複数の受信復調手段（１）（２）（３）（９）と、上記複数の受信復調手段によって出力されたそれぞれの復調信号を加算するためのミキサ（４）と、音声信号を変調し無線電波として送信するための変調送信手段（６）と、複数の無線通信機が共有する一つの受信周波数を上記変調送信手段の第１の送信周波数とし、自局以外の他の一つの無線中継機内の一つの受信復調手段の受信周波数を上記変調送信手段の第２の送信周波数として設定することの出来る周波数設定手段（１０）と、上記第１及び第２の送信周波数を選択することが出来るスイッチ（５）とを備えたことを特徴とする無線中継機。

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