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発明の名称 送信機内部の放電検出装置
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開2003−168988(P2003−168988A)
公開日 平成15年6月13日(2003.6.13)
出願番号 特願2001−369630(P2001−369630)
出願日 平成13年12月4日(2001.12.4)
代理人 【識別番号】100097113
【弁理士】
【氏名又は名称】堀 城之
【テーマコード(参考)】
2G015
5K042
5K060
【Fターム(参考)】
2G015 AA17 CA02 
5K042 BA11 CA11 DA03 DA31 EA03 FA25 HA13
5K060 BB02 CC11 DD01 HH11 JJ04 PP01
発明者 岩澤 和則
要約 課題
送信フィルタの劣化を容易に判別することができるようにする。

解決手段
放電検出回路となる光センサ26と制御部25とを送信機1に内蔵し、VC200〜203の放電発生時に警告信号7として外部に送信するようにし、送信機1を使用する装置の管理者が送信機1内部で放電が発生したことを簡単に認識できるようにする。
特許請求の範囲
【請求項1】 高周波信号を送信する送信機の内部に内蔵されている送信すべき高周波信号を広帯域化するための送信フィルタ内の放電を検出する送信機内部の放電検出装置であって、前記送信フィルタは、内部で起きた放電を検出すると警告信号を出力することを特徴とする送信機内部の放電検出装置。
【請求項2】 前記送信フィルタは、前記広帯域化のために電極間の距離が調整される複数の可変容量コンデンサと、前記可変容量コンデンサの放電時に発生する火花を検出する光センサと、前記光センサからの検出信号を監視し、前記検出信号に応じた警告信号を出力する制御部とを備えることを特徴とする請求項1に記載の送信機内部の放電検出装置。
【請求項3】 前記制御部は、前記光センサからの検出信号が得られるとタイマがセットされるタイマ部と、前記光センサからの検出信号が得られなくなると、それまでに経過した前記タイマ部の時間が記録されるメモリ部と、前記タイマ部に対する前記タイマのセットや前記メモリ部への記録を行わせるとともに、前記メモリ部に記録されている時間に応じた前記警告信号を外部へ出力するCPU部とを備えることを特徴とする請求項2に記載の送信機内部の放電検出装置。
【請求項4】 前記光センサは、前記可変容量コンデンサに対応させて複数設けられ、前記制御部は、各々の前記光センサからの検出信号を監視し、前記各々の前記検出信号に応じた警告信号を出力することを特徴とする請求項2又は3に記載の送信機内部の放電検出装置。
【請求項5】 前記警告信号は、前記メモリ部に記録されている時間に応じたものであり、錆の発生に至らないとみなすことができる第1のレベルと、微量の錆の発生が考えられるが緊急な対応に時間的余裕が持てる第2のレベルと、前記緊急な対応を要する第3のレベルとに分けられていることを特徴とする請求項1〜4の何れかに記載の送信機内部の放電検出装置。
【請求項6】 前記制御部は、前記タイマ部に対し前記時間を累積させるとともに、外部からの制御信号に応じて、前記累積された時間に応じる前記警告信号を出力することを特徴とする請求項3に記載の送信機内部の放電検出装置。
【請求項7】 前記制御部は、前記タイマ部に対し複数の光センサ毎に前記時間を累積させるとともに、外部からの制御信号に応じて、前記累積された時間に応じる前記警告信号を出力することを特徴とする請求項6に記載の送信機内部の放電検出装置。
【請求項8】 前記制御信号は、前記複数の光センサ毎に累積させた前記時間の何れかに対応する前記警告信号を要求するものであることを特徴とする請求項7に記載の送信機内部の放電検出装置。
【請求項9】 前記制御部は、前記制御信号を受取ると、応答開始信号を送信し、前記警告信号を送信した後、応答終了信号を送信することを特徴とする請求項7に記載の送信機内部の放電検出装置。
発明の詳細な説明
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、送信機内部の放電検出装置に関する。
【0002】
【従来の技術】高周波信号を送信する送信機の内部には、指定された周波数幅内での周波数の変更に併せて送信すべき高周波信号を広帯域化するための送信フィルタが内蔵されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上述した送信フィルタにバリアブルコンデンサ(電極間ギャップ)を使用した場合、送信電力の瞬間的な増加、電極の品質劣化、温度や湿度の上昇等の要因からバリアブルコンデンサに放電が発生することがある。このような放電が発生すると、カスケード的な窒素酸化物(NOx)の生成、硝酸又は亜硝酸等の生成、メッキの腐食及び錆の発生等が生じ、結果として送信機内の送信フィルタに通過帯域内特性の劣化が引起こされ、送信機の出力が低下するといった問題を生じてしまう。
【0004】この場合、送信フィルタは、送信機内部に密閉された状態で内蔵されているため、高周波信号出力に明らかな異常が発生するまでは送信フィルタの劣化を判別することが不可能となっている。
【0005】本発明は、このような状況に鑑みてなされたものであり、送信フィルタの劣化を容易に判別することができる送信機内部の放電検出装置を提供することができるようにするものである。
【0006】
【課題を解決するための手段】請求項1に記載の送信機内部の放電検出装置は、高周波信号を送信する送信機の内部に内蔵されている送信すべき高周波信号を広帯域化するための送信フィルタ内の放電を検出する送信機内部の放電検出装置であって、送信フィルタは、内部で起きた放電を検出すると警告信号を出力することを特徴とする。また、送信フィルタは、広帯域化のために電極間の距離が調整される複数の可変容量コンデンサと、可変容量コンデンサの放電時に発生する火花を検出する光センサと、光センサからの検出信号を監視し、検出信号に応じた警告信号を出力する制御部とを備えるようにすることができる。また、制御部は、光センサからの検出信号が得られるとタイマがセットされるタイマ部と、光センサからの検出信号が得られなくなると、それまでに経過したタイマ部の時間が記録されるメモリ部と、タイマ部に対するタイマのセットやメモリ部への記録を行わせるとともに、メモリ部に記録されている時間に応じた警告信号を外部へ出力するCPU部とを備えるようにすることができる。また、光センサは、可変容量コンデンサに対応させて複数設けられ、制御部は、各々の光センサからの検出信号を監視し、各々の検出信号に応じた警告信号を出力するようにすることができる。また、警告信号は、メモリ部に記録されている時間に応じたものであり、錆の発生に至らないとみなすことができる第1のレベルと、微量の錆の発生が考えられるが緊急な対応に時間的余裕が持てる第2のレベルと、緊急な対応を要する第3のレベルとに分けられているようにすることができる。また、制御部は、タイマ部に対し時間を累積させるとともに、外部からの制御信号に応じて、累積された時間に応じる警告信号を出力するようにすることができる。また、制御部は、タイマ部に対し複数の光センサ毎に時間を累積させるとともに、外部からの制御信号に応じて、累積された時間に応じる警告信号を出力するようにすることができる。また、制御信号は、複数の光センサ毎に累積させた時間の何れかに対応する警告信号を要求するものであるようにすることができる。また、制御部は、制御信号を受取ると、応答開始信号を送信し、警告信号を送信した後、応答終了信号を送信するようにすることができる。本発明に係る送信機内部の放電検出装置においては、高周波信号を送信する送信機の内部に内蔵されている送信すべき高周波信号を広帯域化するための送信フィルタにより、内部で起きた放電を検出すると警告信号を出力するようにする。
【0007】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態について説明する。
【0008】(第1の実施の形態)図1は、本発明の送信機内部の放電検出装置の第1の実施の形態に係る送信機を示す図、図2〜図6は、図1の送信フィルタの詳細を示す図である。
【0009】図1に示す送信機1は、ミキサー4、アンプ3、送信フィルタ2を備えている。ミキサー4は、送信信号5と搬送波6とを混合するものである。アンプ3は、ミキサー4からの混合出力(以降、高周波信号という)を増幅するものである。放電検出装置としての送信フィルタ2は、アンプ3からの増幅出力を帯域制限し、内部で起きた放電を検出すると警告信号7を出力するものである。また、送信フィルタ2は、帯域制限した出力信号8を出力するものでもある。
【0010】次に、送信フィルタ2の詳細について説明する。
【0011】まず、図2に示すように、送信フィルタ2は、制御部25、光センサ26、ノッチフィルタ27、入力部240、出力部241を備えている。
【0012】制御部25は、光センサ26からの信号を監視し、送信機1を使用する装置へ警告信号7を送信するものである。光センサ26は、後述のバリアブルコンデンサ200〜203の放電時に発生する火花を検出するものである。
【0013】ノッチフィルタ27は、バリアブルコンデンサ200〜203(以降、VCという)、コイル210〜211、コンデンサ220〜221、ストリップライン230〜234を備えている。入力部240には、合成波が入力される。出力部241は、ノッチフィルタ27からの広帯域化された高周波信号を出力するものである。
【0014】次に、VC200〜203及びノッチフィルタ27の特性について、図3及び図4により説明する。
【0015】VC200〜203は、図3に示すように、離れた2つ電極の距離に比例する電気容量を持つ可変容量コンデンサであり、2電極間の距離は送信機1外部から調整可能となっているものである。ここで、図2に示した入力部240から入力される高周波信号は、指定された周波数幅内で周波数が変更されるため、送信フィルタ2により広帯域化される必要がある。そのため、送信フィルタ2を密閉状態にした後、外部からVC200〜203の各容量(電極間の距離)が調整されるようになっている。また、図2に示したノッチフィルタ27のような回路は、図4に示すように、広帯域化した調整を行うようになっている。
【0016】次に、図2の光センサ26及び制御部25について、図5及び図6により説明する。
【0017】光センサ26は、VC200〜203が放電したときに発する火花を検出できる位置に設置され、火花の発生を放電検出信号として制御部25に送信するようになっている。
【0018】制御部25は、光センサ26からの放電検出信号を受信すると、図5に示すように、タイマ部251やメモリ部252の制御を行い、送信機1外部にCPU部250から図6に示すレベル1〜レベル3の警告信号7を出力するようになっている。ここで、タイマ部251は、CPU部250の制御により光センサ26の検出に要する持続時間を計測するものである。また、メモリ部252は、CPU部250の制御によりタイマ部251で計測した時間を記録するものである。また、CPU部250は、図6に示すように、シリアルデータ通信によって放電レベルを区別した警告信号7を送信機1外部に送信するものである。
【0019】次に、このような構成の送信機内部の放電検出装置における動作について説明する。
【0020】まず、たとえばVC200で放電が起きた場合の動作について説明する。送信電力の瞬間的な増加等によりVC200の電極間で放電が生じると、放電光が光センサ26で感知され、光センサ26により放電検出信号として制御部25に伝えられる。光センサ26から放電検出信号を受信した制御部25のCPU部250は、タイマ部251にタイマをセットし、放電検出信号がなくなると、それまでに経過した時間をタイマ部251から得てメモリ部252に記録し、放電時間の長さに応じてレベル1〜レベル3の警告信号7を出力する。
【0021】ここで、図6に示した警告信号7のレベル分けについて説明する。放電時間と錆の生成量とはほぼ比例するが、ごく短い時間(たとえば、数十nS)であれば発生する窒素酸化物も微量であり、空気中で分散され錆の発生に至らないとみなすことができ、これをレベル1とする。次に、レベル1よりも放電時間が若干長く(たとえば、数十ns〜1ms)、微量の錆の発生が考えられるが緊急な対応に時間的余裕が持てる場合をレベル2とし、レベル2よりも長い時間の放電が起きた場合をレベル3としている。レベル3は、緊急の対応を要するものとすることができる。
【0022】VC200の放電時間がたとえば100nsである場合、放電レベル2となり、制御部25のCPU部250は図6に示す中段の波形を警告信号7として出力する。
【0023】このように、第1の実施の形態では、放電検出回路となる光センサ26と制御部25とを送信機1に内蔵し、VC200〜203の放電発生時に警告信号7として外部に送信するようにしたので、送信機1を使用する装置の管理者が送信機1内部で放電が発生したことを簡単に認識することができる。
【0024】また、制御部25のCPU部250により、放電時間に基づいた放電レベルが警告信号7として送信機1外部に出力されるので、送信機1を使用する装置の管理者が送信機1内部に発生した錆の量を推測することができる。
【0025】また、出力される警告信号7のレベルから送信フィルタ2に入力される高周波信号の強さを送信機1内部で放電が発生しないように調節することができるので、送信機1のVC200〜203の絶縁耐力に合わせた送信電力制御が可能となる。
【0026】また、警告信号7は、錆の発生に至らないとみなすことができるレベル1と、微量の錆の発生が考えられるが緊急な対応に時間的余裕が持てるレベル2と、緊急の対応を要するレベル3とに分けられているため、それぞれのレベル1〜3に応じた警告信号7に基づき、今後の対処を容易に実行することができる。
【0027】すなわち、たとえばレベル1の警告信号7は全て無視してよいが、たとえばレベル2が100回又はレベル3が5回発生する前に送信機1を交換するといったように、送信機1を使用する装置の管理者による保守が制御部25のCPU部250が出力する警告信号7のレベル及び放電の発生回数で判断することができる。なお、第1の実施の形態では、警告信号7をレベル1〜3に分けた場合について説明したが、そのレベルは1〜3に限られるものではない。
【0028】(第2の実施の形態)図7は、図2の送信フィルタの構成を変えた場合の第2の実施の形態を示す図、図8及び図9は、図7の制御部の詳細を示す図である。なお、以下に説明する図において、図2及び図5と共通する部分には、同一符号を付すものとする。
【0029】図7に示す送信フィルタ2は、VC200〜204に対応させた複数の光センサ260〜264を有している。光センサ260〜264は、VC200〜204を1対1で監視するように配置されている。
【0030】制御部25のCPU部250には、図8に示すように、光センサ260〜264からの放電検出信号がそれぞれ入力されるようになっている。これにより、CPU部250によって、どの光センサ260〜264からの入力かが区別されるので、放電したVC200〜204の情報と放電レベルとを警告信号7として一緒に出力することが可能となる。
【0031】次に、このような構成の送信機内部の放電検出装置の動作について説明する。
【0032】まず、たとえばVC200がレベル1での放電を行った場合について、図9により説明する。ここで、警告信号7のデータフォーマットは、便宜上、VC200をVC200=0、VC201をVC201=1、・・とする。
【0033】光センサ260によりVC200の放電が感知されると、光センサ260から放電検出信号が出力される。制御部25のCPU部250がその放電検出信号を受信すると、CPU部250によりタイマ部251に光センサ260に割当てられたタイマがセットされ、放電検出信号がなくなると、それまでに経過した時間がタイマ部251から得られ、VC200の放電であるという情報と共にメモリ部252に記録される。そして、CPU部250により、VC200がレベル1の放電をしたことを示すデータ“01h”が警告信号7として出力される。
【0034】このように、第2の実施の形態では、第1の実施の形態での効果に加え、制御部25から出力される警告信号7により、どのVC200〜204が放電したかを知ることができるので、より細かい対応が可能となる。
【0035】(第3の実施の形態)図10は、図8の制御部の構成を変えた場合の第3の実施の形態を示す図、図11は、図8の制御部の動作を説明するための図である。
【0036】図10に示す制御部25には、制御信号9が入力されるようになっている。この制御信号9は送信機1外部から入力されるものであり、その制御信号9が入力されたとき、警告信号7が出力されるようになっている。また、制御部25のCPU部250の動作としては、VC200〜204の放電時間をメモリ部252に記録する際、今までの放電時間を累積して記録させるようになっている。
【0037】次に、このような構成の送信機内部の放電検出装置の動作について説明する。
【0038】まず、たとえばVC201に対応する今までに放電した時間の累積を示す警告信号7が出力される場合について説明する。外部から図11に示すVC201の累積放電時間要求“10h”を示す制御信号9が送信機1に送信されると、制御部25のCPU部250はまず応答開始信号“10h”を警告信号7によって送信する。次に、メモリ部252からVC201の累積放電時間のデータが読出され、データ長の分続けての送信が行われる。最後に、応答終了信号“FFh”が送信されて一連の動作が終了となる。
【0039】このように、第3の実施の形態では、制御信号9を追加することにより、送信機1外部から要求された命令に対しても応答することができる。また、放電累積時間とは別に各VC200〜204が放電レベル別に何回放電したか等のデータもメモリ部252に記録しておき、送信機1外部に送信できるようにすることで、さらに有効なデータの収集が可能となる。
【0040】
【発明の効果】以上の如く本発明に係る送信機内部の放電検出装置によれば、高周波信号を送信する送信機の内部に内蔵されている送信すべき高周波信号を広帯域化するための送信フィルタにより、内部で起きた放電を検出すると警告信号を出力するようにしたので、送信フィルタの劣化を容易に判別することができる。




 

 


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