無線通信装置
【課題】送受信を時分割で行う無線通信装置において、送信系及び受信系の回路だけでなく、アンテナ側の動作を自己診断できるようにする。
【解決手段】第１診断モードでは、送信系のＰＡ８からの送信信号を、経路切換回路２２内の折返し経路を介して、受信系のＬＮＡ４に直接入力することで、受信信号の信号レベル及び復調データに基づき、送信系及び受信系のアナログ回路や変調部１６及び復調部１４が正常に動作しているか否かを判断し、これらが正常に動作していれば、第２診断モードに移行する。このモードでは、経路切換回路２２を、ＰＡ８からアンテナ２に送信信号が伝送され、その送信信号のアンテナ２からの反射信号がＬＮＡ４に入力されるように切り換え、反射信号の信号レベルがしきい値を越えるとアンテナ２若しくはＲＦＳＷ９に異常があると判断する。
【解決手段】第１診断モードでは、送信系のＰＡ８からの送信信号を、経路切換回路２２内の折返し経路を介して、受信系のＬＮＡ４に直接入力することで、受信信号の信号レベル及び復調データに基づき、送信系及び受信系のアナログ回路や変調部１６及び復調部１４が正常に動作しているか否かを判断し、これらが正常に動作していれば、第２診断モードに移行する。このモードでは、経路切換回路２２を、ＰＡ８からアンテナ２に送信信号が伝送され、その送信信号のアンテナ２からの反射信号がＬＮＡ４に入力されるように切り換え、反射信号の信号レベルがしきい値を越えるとアンテナ２若しくはＲＦＳＷ９に異常があると判断する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、送信及び受信を時分割で行う無線通信装置に関し、詳しくは、送信系及び受信系の自己診断機能を有する無線通信装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
送信及び受信を時分割で行う無線通信装置には、通常、送信信号の変調・増幅等を行う送信系回路と、受信信号の増幅・復調等を行う受信系回路と、これら２系統の回路の何れかをアンテナに接続することにより送信期間と受信期間とを切り換える送受信切換スイッチとが備えられている。
【０００３】
そして、この無線通信装置では、送信系回路から送受信切換スイッチに至る送信信号経路と、送受信切換スイッチから受信系回路に至る受信信号経路との間に、送信系回路からの送信信号を受信系回路に直接入力するための折返し経路を形成し、受信系回路にて送信系回路からの送信信号を受信できているか否かを判断することで、送信系回路及び受信系回路の故障診断を行うことが提案されている（例えば、特許文献１等参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平５−１４５４９９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、上記無線通信装置においては、送信系回路及び受信系回路が正常に動作していても、送信系回路から経路切換スイッチを介してアンテナに至る送信信号の伝送経路に異常が発生したり、アンテナ自体が故障したりすると、送信系回路から出力された送信信号に対応した送信電波がアンテナから放射されず、無線通信を正常に実行できなくなるという問題がある。
【０００６】
しかし、上記提案の無線通信装置では、送信系回路及び受信系回路の故障診断はできるものの、送信系回路から送受信切換スイッチを介してアンテナに至るアンテナ側の故障診断は行うことができない。
【０００７】
このため、上記従来の無線通信装置において、アンテナ側の故障診断は、例えば、送信系回路から出力させた送信信号に対応した応答信号が他の無線通信装置から送信されて、受信系回路にてその応答信号を復元できたか否かを判断することにより行うしかなく、無線通信装置周囲に通信相手となる他の無線通信装置が存在しないときには、アンテナ側の故障診断を実施することができないという問題があった。
【０００８】
従って、例えば、上記無線通信装置が、移動体に搭載される移動局、若しくは、移動局との間で無線通信を行う固定局、として利用されるとき（換言すれば、車車間通信若しくは路車間通信を行うとき）には、自局の周囲に他の無線通信装置が接近してきた際に、アンテナ側の故障によって自局の情報を他の無線通信装置に送信することができず、車車間通信若しくは路車間通信を正常に実行することができないことがある。
【０００９】
本発明は、こうした問題に鑑みなされたものであり、送信及び受信を時分割で行う無線通信装置において、周囲に他の無線通信装置が存在しない場合でも、送信系回路及び受信系回路の動作に加えて、アンテナからの電波の放射状態を含むアンテナ側の動作を自己診断できるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
かかる目的を達成するためになされた請求項１に記載の発明は、
通信用のアンテナと、
送信信号を増幅して前記アンテナに出力する送信手段と、
前記アンテナからの受信信号を増幅して信号処理する受信手段と、
前記アンテナを前記送信手段及び前記受信手段の何れか一方に選択的に接続する送受信切換手段と、
を備え、前記送受信切換手段を介して前記アンテナへの接続経路を切り換えることにより、無線送信及び受信を時分割で行う無線通信装置において、
前記送信手段と前記送受信切換手段との間の送信信号経路、及び、前記送受信切換手段と前記受信手段との間の受信信号経路を導通させて、前記送信手段からの送信信号を前記受信手段に入力する折返し経路を形成する、第１の経路切換手段と、
前記送信手段と前記送受信切換手段との間の送信信号経路に設けられ、当該送信信号経路に流れる前記アンテナからの反射信号を抽出する方向性結合器と、
前記方向性結合器にて抽出された反射信号を前記受信手段に入力する反射信号入力経路を形成する、第２の経路切換手段と、
当該無線通信装置の動作モードが、無線送信及び受信を時分割で行う通常モードから、故障診断モードに切り換えられると、前記第１の経路切換手段を介して前記折返し経路を形成し、前記送信手段から故障診断用にレベル調整された第１送信信号を出力させた後、前記受信手段から受信信号の信号レベル若しくは該受信信号の信号処理結果を取り込み、該受信信号の信号レベル若しくは該受信信号の信号処理結果に基づき、前記送信手段からの送信信号が前記受信手段にて正常に受信されているか否かを判断する第１故障診断手段と、
前記第１故障診断手段にて前記送信手段からの送信信号が前記受信手段にて正常に受信されていると判断されると、前記第１の経路切換手段による前記折返し経路の形成を終了させて、前記第２の経路切換手段に前記反射信号入力経路を形成させ、前記送信手段から故障診断用にレベル調整された第２送信信号を出力させた後、前記方向性結合器から前記受信手段に入力される前記アンテナからの反射信号の信号レベルを取り込み、該反射信号の信号レベルに基づき、前記アンテナから送信電波が正常に放射されているか否かを判断する第２故障診断手段と、
を備えたことを特徴とする。
【００１１】
また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の無線通信装置において、前記折返し経路には、前記受信手段への送信信号の入力レベルを調整するための減衰器が設けられていることを特徴とする。
【００１２】
また、請求項３に記載の発明は、請求項１又は請求項２に記載の無線通信装置において、前記第２の経路切換手段には、前記反射信号入力経路の非形成時に、前記方向性結合器の反射信号の出力端を適正インピーダンスにて終端させる終端抵抗が設けられていることを特徴とする。
【００１３】
また、請求項４に記載の発明は、請求項１〜請求項３の何れか１項に記載の無線通信装置において、前記第１故障診断手段及び前記第２故障診断手段による診断結果を報知する報知手段を備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
請求項１に記載の無線通信装置によれば、当該無線通信装置の動作モードが通常モードである場合には、送受信切換手段を介して、アンテナへの接続経路が送信手段側又は受信手段側に交互に切り換えることにより、他の無線通信装置との間で、所謂半二重による無線通信が行われる。
【００１５】
次に、当該無線通信装置の動作モードが通常モードから故障診断モードに切り換えられると、第１故障診断手段が、第１の経路切換手段を介して折返し経路を形成し、送信手段から、故障診断用にレベル調整された第１送信信号を出力させる。この結果、上述した従来装置と同様、送信手段から出力された第１送信信号が受信手段に入力される。
【００１６】
そして、第１故障診断手段は、この状態で、受信手段から受信信号の信号レベル若しくはその受信信号の信号処理結果（例えば受信データ）を取り込み、その取り込んだ信号レベル若しくは信号処理結果に基づき、送信手段からの送信信号が受信手段にて正常に受信されているか否か、つまり、送信手段及び受信手段が共に正常動作しているか否かを判断する。
【００１７】
また、第１故障診断手段にて送信手段からの送信信号が受信手段にて正常に受信されている（つまり、送信手段及び受信手段が共に正常動作している）と判断されると、第２故障診断手段が、第１の経路切換手段による折返し経路の形成を終了させて、第２の経路切換手段に反射信号入力経路を形成させ、送信手段から、故障診断用にレベル調整された第２送信信号を出力させる。
【００１８】
この結果、送信手段から出力された第２送信信号はアンテナまで伝送され、その伝送経路やアンテナが正常であれば、第２送信信号に対応した送信電波がアンテナから低損失で放射される。逆に、その伝送経路若しくはアンテナに異常があれば、第２送信信号がアンテナから送信されないか、送信されても送信電波は低レベルとなり、アンテナから送信手段側に反射される反射信号が高レベルとなる。
【００１９】
そして、このとき、アンテナから送信手段側に反射される反射信号は、方向性結合器から反射信号入力経路を介して受信手段に入力されることから、送信手段からアンテナへの送信信号の伝送経路やアンテナが正常であれば、受信手段への反射信号の入力レベルは低レベルとなり、その伝送経路若しくはアンテナに異常があれば、受信手段への反射信号の入力レベルは高レベルとなる。
【００２０】
そこで、第２故障診断手段は、第２の経路切換手段に反射信号入力経路を形成させて、送信手段から第２送信信号を出力させた後は、方向性結合器から受信手段に入力される反射信号の信号レベルを取り込み、この反射信号の信号レベルに基づき、アンテナから送信電波が正常に放射されているか否か（換言すれば、送信手段からアンテナへの送信信号の伝送経路及びアンテナ自身が正常か否か）を判断する。
【００２１】
従って、本発明の無線通信装置によれば、第１故障診断手段により、送信手段及び受信手段が正常に動作しているか否かを自己診断することができるだけでなく、第２故障診断手段により、送信手段から送受信切換手段を介してアンテナに至る送信信号の伝送経路及びアンテナが正常か否かを自己診断することができる。
【００２２】
そして、第２故障診断手段による診断は、アンテナから送信手段側に反射された送信信号の反射信号を方向性結合器にて抽出し、その抽出した反射信号を受信手段に入力して、その信号レベルを検出することにより行われることから、送信手段からアンテナに至る送信信号の伝送経路及びアンテナ自体の故障を診断するのに、他の無線通信装置からの受信信号を利用する必要がない。
【００２３】
このため、本発明によれば、例えば、車車間通信若しくは路車間通信を行う無線通信装置において、周囲に通信相手となる他の無線通信装置が存在しない場合であっても、送信手段からアンテナに至る送信信号の伝送経路及びアンテナ自体の故障診断を実施することができ、無線通信装置の信頼性を向上することができる。
【００２４】
次に、請求項２に記載の無線通信装置によれば、折返し経路に、受信手段への送信信号の入力レベルを調整するための減衰器が設けられているので、第１故障診断手段が送信手段及び受信手段を故障診断する際、送信手段の故障時等に、受信手段へ著しく高レベルの送信信号が入力されて、受信手段が破損するのを防止できる。
【００２５】
また、減衰器を可変減衰器にて構成し、第１故障診断手段による故障診断時に、送信手段から受信手段へ入力される送信信号の信号レベルを変化させるようにすれば、故障診断を異なるレベル条件下で複数回実施して、その診断精度を高めることもできる。
【００２６】
次に、請求項３に記載の無線通信装置によれば、第２の経路切換手段には、反射信号入力経路の非形成時に、方向性結合器の反射信号の出力端を適正インピーダンスにて終端させる終端抵抗が設けられている。
【００２７】
従って、請求項３に記載の無線通信装置によれば、第２故障診断手段が故障診断を行わないとき（つまり、通常の無線通信を行う通常モード時や、第１故障診断手段の動作時）に、方向性結合器の出力側が開放されて、アンテナからの反射信号がその開放端から放射されたり、送信手段からアンテナに至る信号経路の伝送インピーダンスが適正インピーダンスからずれて、無線通信装置の送信特性が低下したりするのを防止できる。
【００２８】
また、請求項４に記載の無線通信装置においては、第１故障診断手段及び第２故障診断手段による診断結果を報知する報知手段が備えられているので、送信手段若しくは受信手段の故障、或いは、送信手段からアンテナに至る送信信号の伝送経路若しくはアンテナ自体の故障を、無線通信装置の管理者（使用者等）に通知して、当該装置の修理を促すことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】実施形態の無線通信装置の構成を表すブロック図である。
【図２】実施形態の制御部にて実行される故障診断処理を表すフローチャートである。
【図３】図２に示す故障診断処理の実行に伴い切り換えられる経路切換回路の状態を表す説明図である。
【図４】変形例の無線通信装置の構成を表すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
以下に本発明の実施形態を図面と共に説明する。
図１に示す本実施形態の無線通信装置は、例えば、自動車等の移動体に搭載されて、他の移動体に搭載された無線通信装置や、走行路近傍に路側機として設置された無線通信装置との間で、ＣＳＭＡ／ＣＡ（Carrier Sense Multiple Access/Collision Avoidance）方式による無線通信（車車間通信、路車間通信）を行うものであり、通信用のアンテナ２を備える。
【００３１】
また、ＣＳＭＡ／ＣＡ方式では、１つの通信チャンネルを利用して送受信を行うことから、アンテナ２には、送受信切換用の高周波スイッチ（以下、ＲＦＳＷという）９を介して、受信系のアナログ回路と送信系のアナログ回路との何れか一方が選択的に接続される。
【００３２】
受信系のアナログ回路は、アンテナ２からの受信信号を増幅するローノイズアンプ（以下、ＬＮＡという）４と、ＬＮＡ４にて増幅された受信信号をベースバンドの受信信号に周波数変換（ダウンコンバート）する周波数変換部５とから構成されている。
【００３３】
そして、周波数変換部５にて周波数変換されたベースバンドの受信信号は、ベースバンドプロセッサ１０に入力される。
ベースバンドプロセッサ１０には、この受信信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換部１２、及び、Ａ／Ｄ変換部１２にてＡ／Ｄ変換されたデジタル信号を処理して受信データを復元する復調部１４、が備えられている。
【００３４】
そして、復調部１４にて復元された受信データは、ＭＡＣ層に関する規定動作を行うＭＡＣ部（Media Access Control：メディアアクセス制御部）２０に出力され、このＭＡＣ部２０にて処理された後、移動体に搭載された電子制御装置（ＥＣＵ：例えば、運転支援用のナビゲーション装置等）に出力される。
【００３５】
また、この電子制御装置（ＥＣＵ）からＭＡＣ部２０には、送信データが入力され、ＭＡＣ部２０は、その入力データを処理して、キャリアセンスに基づき設定される送信タイミングングで、ベースバンドプロセッサ１０に出力する。
【００３６】
ベースバンドプロセッサ１０内には、ＭＡＣ部２０からの入力データを予め設定された変調方式にて送信信号（デジタル信号）に変調する変調部１６、及び、この変調部１６からのデジタル信号をアナログ信号に変換するＤ／Ａ変換部１８、が備えられている。
【００３７】
そして、Ｄ／Ａ変換部１８にてアナログ信号に変換された送信信号は、送信系のアナログ回路を介して、ＲＦＳＷ９に出力される。
なお、送信系のアナログ回路は、ベースバンドプロセッサ１０のＤ／Ａ変換部１８から出力されるベースバンドの送信信号を無線送信用の高周波信号に周波数変換（アップコンバート）する周波数変換部７と、この周波数変換部７にて周波数変換された送信信号を増幅するパワーアンプ（以下、ＰＡという）８とから構成されている。
【００３８】
また、受信系及び送信系の周波数変換部５、７には、ＬＮＡ４やＰＡ８のゲインコントロール等に用いられる受信信号及び送信信号の信号レベルを検出する、レベル検出部５ａ、７ａが設けられている。
【００３９】
また、受信系のＬＮＡ４及び送信系のＰＡ８とＲＦＳＷ９とをそれぞれ接続する受信信号経路及び送信信号経路には、経路切換回路２２が設けられている。
この経路切換回路２２は、無線通信装置が通常の通信モードにあるときには、ＬＮＡ４及びＰＡ８とＲＦＳＷ９との間の受信信号経路及び送信信号経路を導通させ、故障診断用の故障診断モードにあるときには、その信号経路を故障診断用に変更して、故障診断できるようにするためのものであり、信号経路切換用の４個の高周波スイッチ（以下、切換スイッチという）ＳＷ１〜ＳＷ４と、減衰器（アッテネータ）ＡＴＴと、信号経路の伝送インピーダンスに対応する抵抗値を有する終端抵抗ＲＴと、方向性結合器２４とから構成されている。
【００４０】
ここで、切換スイッチＳＷ１は、送信系のＰＡ８とＲＦＳＷ９との間の送信信号経路に設けられて、この送信信号経路を導通・遮断させるものであり、切換スイッチＳＷ２は、ＲＦＳＷ９と受信系のＬＮＡ４との間の受信信号経路に設けられて、この受信信号経路を導通・遮断させるものである。
【００４１】
そして、これら切換スイッチＳＷ１、ＳＷ２は、送信信号経路及び受信信号経路を遮断した状態では、ＰＡ８の出力をＬＮＡ４の入力に接続するよう、送信信号経路及び受信信号経路のアンプ側を折返し経路側に接続する。
【００４２】
また、この折返し経路には、減衰器（アッテネータ）ＡＴＴと、切換スイッチＳＷ３と、が設けられている。減衰器ＡＴＴは、折返し経路の切換スイッチＳＷ２側に設けられており、切換スイッチＳＷ３は、減衰器ＡＴＴの切換スイッチＳＷ２とは反対側を、切換スイッチＳＷ１側に接続するか、切換スイッチＳＷ４側に接続するかを切り換え可能に設けられている。
【００４３】
また、方向性結合器２４は、送信系のＰＡ８からＲＦＳＷ９に至る送信信号経路で、切換スイッチＳＷ１よりもＲＦＳＷ９側に配置されており、この送信信号経路を逆方向（ＲＦＳＷ９からＰＡ８に向かう方向）に流れる高周波信号（換言すれば送信信号がアンテナ２で反射した反射信号）を取り出すためのものである。
【００４４】
そして、切換スイッチＳＷ４は、方向性結合器２４の反射信号の出力端を、終端抵抗ＲＴを介して終端するか、或いは、切換スイッチＳＷ３（延いては減衰器ＡＴＴ）に接続するかを切換可能に設けられている。
【００４５】
次に、ベースバンドプロセッサ１０には、受信信号及び送信信号をデジタル処理するためのＡ／Ｄ変換部１２、復調部１４、変調部１６、及びＤ／Ａ変換部１８に加えて、無線通信時に、ＭＡＣ部２０によるアクセス制御に連動して、ＲＦＳＷ９による送受信の切り換え、受信系ＬＮＡ４及び送信系ＰＡ８のゲインコントロール（ＧＣ）、受信系及び送信系の周波数変換部５、７の制御等、無線通信用の各種制御を実行する制御部３０が設けられている。
【００４６】
そして、本実施形態では、無線通信装置の出荷時や検査時等に自己診断指令が入力されると、この制御部３０が、図２に示す手順で、送受信系回路やアンテナ２の故障診断を行う。
【００４７】
以下、このように制御部３０にて実行される故障診断処理について、図２を用いて説明する。なお、この故障診断処理を実行するに当たって、制御部３０には、診断結果を報知するための表示部３２が接続されている。
【００４８】
図２に示すように、故障診断処理が開始されると、まずＳ１１０（Ｓはステップを表す）にて、経路切換回路２２を介して送信信号及び受信信号の経路を切り換えることにより、無線通信装置の動作モードを、無線通信を行う通常モードから、送受信系回路（詳しくは、ＬＮＡ４、周波数変換部５、７、ＰＡ８、復調部１４、変調部１６等）の故障診断を行う第１診断モードに切り換える。
【００４９】
つまり、本実施形態では、無線通信を行う通常モードでは、図１に示すように、切換スイッチＳＷ１、２が、送信信号経路及び受信信号経路を導通する側に設定され、切換スイッチＳＷ３が切換スイッチＳＷ４側に設定され、切換スイッチＳＷ４が終端抵抗ＲＴ側に設定される。
【００５０】
そして、Ｓ１１０では、図３（ａ）に示すように、切換スイッチＳＷ１、２を、送信信号経路及び受信信号経路を遮断する側（換言すれば折返し経路側）に切り換え、切換スイッチＳＷ３を、切換スイッチＳＷ１側に切り換える。
【００５１】
この結果、第１診断モードでは、ＰＡ８の出力が、減衰器ＡＴＴが設けられた折返し経路を介して、ＬＮＡ４の入力に接続されることになる。
次に、Ｓ１２０では、ＭＡＣ部２０を介して送受信系回路の故障診断用の送信データを変調部１６に出力することで、送信系の各回路部を動作させて、ＰＡ８からＬＮＡ４に、予め設定された信号レベルの第１送信信号を一定期間送信させる。
【００５２】
なお、この送信時には、第１送信信号が受信系のＬＮＡ４に適正レベルで入力されるように、送信系周波数変換部７内のレベル検出部７ａにて検出される送信信号の信号レベルに基づきＰＡ８の利得を調整（ゲインコントロール）する。
【００５３】
そして、Ｓ１３０では、その第１送信信号の送信期間内に、受信系周波数変換部５に設けられたレベル検出部５ａから、第１送信信号の受信信号の信号レベルを読み込み、Ｓ１４０にて、その信号レベルが、適正範囲内にあるか否かを判断する。
【００５４】
Ｓ１４０にて、レベル検出部５ａから読み込んだ信号レベルが適正範囲内にないと判断されると、Ｓ１５０にて、送受信系回路（ここでは、ＬＮＡ４、周波数変換部５、７、及びＰＡ８のアナログ回路）に異常があると判定して、後述のＳ２６０に移行し、逆に、その信号レベルが適正範囲内にあると判断されると、Ｓ１６０に移行する。
【００５５】
次にＳ１６０では、復調部１４から、受信信号を復調した受信データを読み込む。そして、Ｓ１７０では、その読み込んだ受信データが正常か否か（具体的には、Ｓ１２０にてＭＡＣ部２０を介して送信させた故障診断用の送信データと一致しているか否か）、を判断する。
【００５６】
Ｓ１７０にて、受信データが正常ではないと判断されると、Ｓ１８０にて、ベースバンドプロセッサ１０内の送受信系回路である変調部１６若しくは復調部１４に異常があると判定して、後述のＳ２６０に移行し、逆に、受信データが正常であると判断されると、Ｓ１９０に移行する。
【００５７】
Ｓ１９０では、無線通信装置の動作モードを、第１診断モードからＬＮＡ４及びＰＡ８よりもアンテナ側（つまり、アンテナ２、ＲＦＳＷ９等）の故障診断を行う第２診断モードに切り換える。
【００５８】
なお、この第２診断モードへの切り換えは、図３（ａ）、（ｂ）から明らかなように、切換スイッチＳＷ１を、送信信号経路を導通させる側に切り換え、切換スイッチＳＷ３を、切換スイッチＳＷ４側に切り換え、切換スイッチＳＷ４を、切換スイッチＳＷ３側に切り換えることにより行われる。
【００５９】
この結果、第２診断モードでは、ＰＡ８の出力が、ＲＦＳＷ９（延いてはアンテナ２）に接続され、方向性結合器２４にて抽出されたアンテナ２側からの反射信号を、減衰器ＡＴＴを介してＬＮＡ４に入力する、反射信号入力経路が形成されることになる。
【００６０】
次に、Ｓ２００では、ＭＡＣ部２０を介してアンテナ側故障診断用の送信データを変調部１６に出力することで、送信系の各回路部を動作させて、ＰＡ８から予め設定された信号レベルの第２送信信号を一定期間送信させる。
【００６１】
なお、Ｓ２００では、第２送信信号をアンテナ２まで伝送して、アンテナ２から送信させるために、ＲＦＳＷ９を送信側に切り換える。また、第２診断モードでの送信データは他の無線通信装置に届くので、送信データのデータ内容及びＰＡ８から出力される送信信号の信号レベルは、他の無線通信装置との通信に影響を与えることのないように設定される。
【００６２】
次に、Ｓ２１０では、第２送信信号の送信期間内に、受信系周波数変換部５に設けられたレベル検出部５ａから、アンテナ２側からの反射信号の信号レベルを読み込み、Ｓ２２０にて、その信号レベルが、予め設定されたしきい値（上限値）を越えたか否か（つまり、アンテナ２からの反射が大きいか否か）を判断する。
【００６３】
そして、Ｓ２２０にて、レベル検出部５ａから読み込んだ信号レベルがしきい値を越えたと判断されると、Ｓ２３０にて、アンテナ側（つまり、アンテナ２、ＲＦＳＷ９等）に異常がある判定して、後述のＳ２６０に移行し、逆に、その信号レベルがしきい値以下であると判断されると、Ｓ２４０に移行する。
【００６４】
Ｓ２４０では、上述の故障診断の結果、無線通信装置の送受信系回路やアンテナ２には異常はない（セルフチェックＯＫ）として、その旨をメモリに記憶する。
そして、続くＳ２５０では、無線通信装置の動作モードを、第２診断モードから通常モードに切り換え、当該故障診断処理を終了する。
【００６５】
なお、Ｓ２５０では、切換スイッチＳＷ２を、受信信号経路を導通させる側に切り換え、切換スイッチＳＷ４を、終端抵抗ＲＴ側に切り換えることで、経路切換回路２２を図１に示した状態に設定する。
【００６６】
また、Ｓ１５０、Ｓ１８０、Ｓ２３０にて異常判定された際には、Ｓ２６０に移行し、その異常判定された異常内容に応じたエラーメッセージを表示部３２に表示することで、運転者等の無線通信装置の異常（故障）を報知し、Ｓ２７０に移行して、当該無線通信装置の電源を遮断する。
【００６７】
なお、表示部３２は、自動車のインストルメントパネル等、移動体の運転者が目視で確認できる位置に設けられており、制御部３０からエラーメッセージの表示指令を受けると、無線通信装置の電源遮断後も継続してエラーメッセージを表示する。
【００６８】
以上説明したように、本実施形態の無線通信装置によれば、制御部３０に自己診断指令が入力されると、無線通信装置の動作モードが、通常モードから第１診断モード、第１診断モードから通常モードへと順次切り換えられる。
【００６９】
そして、第１診断モードでは、制御部３０により、経路切換回路２２が、送信系のＰＡ８からの送信信号を、折返し経路を介して受信系のＬＮＡ４に直接入力するよう切り換えられ、レベル検出部５ａにて検出された受信信号の信号レベル、及び、復調部１４にて復調された復調データに基づき、送受信系のアナログ回路やベースバンドプロセッサ１０内の変調部１６及び復調部１４が正常に動作しているか否かが判断される。
【００７０】
また、第１診断モードで送受信系が正常に動作していると判断されると、第２診断モードに移行し、制御部３０によって、送信系のＰＡ８からアンテナ２に送信信号が伝送され、その送信信号のアンテナ２からの反射信号を受信系のＬＮＡ４に入力する反射経路入力経路が形成されるように、経路切換回路２２が切り換えられる。
【００７１】
そして、第２診断モードでは、制御部３０は、受信系の周波数変換部５に設けられたレベル検出部５ａにて検出された反射信号の信号レベルが、所定のしきい値を越えると（つまり、アンテナ２側からの反射が大きくなると）、アンテナ２若しくはＲＦＳＷ９に異常があると判断する。
【００７２】
従って、本実施形態の無線通信装置によれば、第１診断モードで、送受信系のアナログ回路や変調部１６及び復調部１４が正常に動作しているか否かを自己診断することができるだけでなく、第２診断モードで、送信系のＰＡ８からアンテナ２に至る送信信号の伝送経路及びアンテナ２が正常か否かを自己診断することができる。
【００７３】
そして、第２診断モードでの診断は、アンテナ２側から反射された反射信号を方向性結合器２４にて抽出し、その抽出した反射信号の信号レベルを、受信系の周波数変換部５に設けられたレベル検出部５ａを介して検出することにより行われるので、アンテナ２側の故障を診断するのに、他の無線通信装置からの受信信号を利用する必要がない。
【００７４】
このため、本実施形態の無線通信装置によれば、周囲に他の無線通信装置が存在しない場合であっても、アンテナ２側の故障診断を実施することができ、無線通信装置の信頼性を向上することができる。
【００７５】
また、経路切換回路２２において、ＬＮＡ４に送信信号や反射信号を入力する折返し経路には、減衰器ＡＴＴが設けられているので、ＰＡ８の故障等によりＰＡ８から高レベルの送信信号が出力されて、ＬＮＡ４に高レベルの信号が入力されるのを防止できる。なお、減衰器ＡＴＴは、可変減衰器にて構成し、その減衰量を調整することで、ＬＮＡ４への信号入力レベルを変化させるようにしてもよい。
【００７６】
また、本実施形態の無線通信装置によれば、第１、第２診断モードで異常を検出すると、その検出した異常内容を表示部３２に表示して、電源を遮断することから、運転者に無線通信装置の異常を通知して、修理を促すことができると共に、無線通信装置から他の無線通信装置の無線通信の妨げとなる異常電波が送信されるのを防止できる。
【００７７】
また、通常モードでは、経路切換回路２２内の切換スイッチＳＷ４が終端抵抗ＲＴ側に切り換えられて、方向性結合器２４の反射信号の出力端が、終端抵抗ＲＴにて終端されることから、無線通信時に、アンテナ２側から反射してきた送信信号の反射信号が方向性結合器２４の反射信号の出力端から放射されて、無線通信に影響を与えるのを防止できる。
【００７８】
ここで、本実施形態においては、送信系の周波数変換部７、ＰＡ８や変調部１６が、本発明の送信手段に相当し、受信系のＬＮＡ４、周波数変換部５や復調部１４が、本発明の受信手段に相当し、ＲＦＳＷ９が、本発明の送受信切換手段に相当し、経路切換回路２２内の切換スイッチＳＷ１、ＳＷ２、ＳＷ３が、本発明の第１の経路切換手段に相当し、同じく切換スイッチＳＷ４、ＳＷ３が、本発明の第２の経路切換手段に相当する。
【００７９】
また、図２に示した故障診断処理において、Ｓ１１０〜Ｓ１８０の処理は、本発明の第１故障診断手段に相当し、Ｓ１９０〜Ｓ２３０の処理は、本発明の第２故障診断手段に相当し、Ｓ２６０の処理及び表示部３２は、本発明の報知手段に相当する。
【００８０】
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内にて種々の態様をとることができる。
例えば、上記実施形態では、故障診断処理は、ベースバンドプロセッサ１０内に設けられた通信制御用の制御部３０にて実行されるものとして説明したが、例えば、図４に示すように、ベースバンドプロセッサ１０内の制御部３０とは別に、故障診断処理を実行するためのセルフチェック部（マイクロコンピュータ）４０を設けるようにしてもよい。
【００８１】
また、上記実施形態では、無線通信装置は、自動車等の移動体に搭載されるものとして説明したが、例えば、路側機等、移動体に搭載された無線通信装置との間で無線通信を行う固定局として利用するようにしても、上記実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００８２】
一方、上記実施形態では、図２の故障診断処理において、Ｓ１５０、Ｓ１８０、Ｓ２３０で異常判定され、Ｓ２６０で異常内容に応じたエラーメッセージを表示すると、Ｓ２７０に移行して、当該無線通信装置の電源を遮断するものとして説明したが、Ｓ２７０では、送信系回路（少なくともＰＡ８）の電源を遮断し、受信系回路への電源供給は継続するようにしてもよい。
【００８３】
そして、このようにすれば、無線通信装置から他の無線通信装置に無線通信の妨げとなる異常電波が送信されるのを防止できるだけでなく、受信系回路が正常であれば、他の無線通信装置からの送信信号を受信して、他の無線通信装置からの情報を取得することができるようになる。
【符号の説明】
【００８４】
２…アンテナ、４…ＬＮＡ（ローノイズアンプ)、５…周波数変換部、５ａ…レベル検出部、７…周波数変換部、７ａ…レベル検出部、８…ＰＡ（パワーアンプ）、９…ＲＦＳＷ（高周波スイッチ）、１０…ベースバンドプロセッサ、１２…Ａ／Ｄ変換部、１４…復調部、１６…変調部、１８…Ｄ／Ａ変換部、２０…ＭＡＣ部、２２…経路切換回路、ＳＷ１〜ＳＷ４…切換スイッチ、ＡＴＴ…減衰器、ＲＴ…終端抵抗、２４…方向性結合器、３０…制御部、３２…表示部、４０…セルフチェック部。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、送信及び受信を時分割で行う無線通信装置に関し、詳しくは、送信系及び受信系の自己診断機能を有する無線通信装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
送信及び受信を時分割で行う無線通信装置には、通常、送信信号の変調・増幅等を行う送信系回路と、受信信号の増幅・復調等を行う受信系回路と、これら２系統の回路の何れかをアンテナに接続することにより送信期間と受信期間とを切り換える送受信切換スイッチとが備えられている。
【０００３】
そして、この無線通信装置では、送信系回路から送受信切換スイッチに至る送信信号経路と、送受信切換スイッチから受信系回路に至る受信信号経路との間に、送信系回路からの送信信号を受信系回路に直接入力するための折返し経路を形成し、受信系回路にて送信系回路からの送信信号を受信できているか否かを判断することで、送信系回路及び受信系回路の故障診断を行うことが提案されている（例えば、特許文献１等参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平５−１４５４９９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、上記無線通信装置においては、送信系回路及び受信系回路が正常に動作していても、送信系回路から経路切換スイッチを介してアンテナに至る送信信号の伝送経路に異常が発生したり、アンテナ自体が故障したりすると、送信系回路から出力された送信信号に対応した送信電波がアンテナから放射されず、無線通信を正常に実行できなくなるという問題がある。
【０００６】
しかし、上記提案の無線通信装置では、送信系回路及び受信系回路の故障診断はできるものの、送信系回路から送受信切換スイッチを介してアンテナに至るアンテナ側の故障診断は行うことができない。
【０００７】
このため、上記従来の無線通信装置において、アンテナ側の故障診断は、例えば、送信系回路から出力させた送信信号に対応した応答信号が他の無線通信装置から送信されて、受信系回路にてその応答信号を復元できたか否かを判断することにより行うしかなく、無線通信装置周囲に通信相手となる他の無線通信装置が存在しないときには、アンテナ側の故障診断を実施することができないという問題があった。
【０００８】
従って、例えば、上記無線通信装置が、移動体に搭載される移動局、若しくは、移動局との間で無線通信を行う固定局、として利用されるとき（換言すれば、車車間通信若しくは路車間通信を行うとき）には、自局の周囲に他の無線通信装置が接近してきた際に、アンテナ側の故障によって自局の情報を他の無線通信装置に送信することができず、車車間通信若しくは路車間通信を正常に実行することができないことがある。
【０００９】
本発明は、こうした問題に鑑みなされたものであり、送信及び受信を時分割で行う無線通信装置において、周囲に他の無線通信装置が存在しない場合でも、送信系回路及び受信系回路の動作に加えて、アンテナからの電波の放射状態を含むアンテナ側の動作を自己診断できるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
かかる目的を達成するためになされた請求項１に記載の発明は、
通信用のアンテナと、
送信信号を増幅して前記アンテナに出力する送信手段と、
前記アンテナからの受信信号を増幅して信号処理する受信手段と、
前記アンテナを前記送信手段及び前記受信手段の何れか一方に選択的に接続する送受信切換手段と、
を備え、前記送受信切換手段を介して前記アンテナへの接続経路を切り換えることにより、無線送信及び受信を時分割で行う無線通信装置において、
前記送信手段と前記送受信切換手段との間の送信信号経路、及び、前記送受信切換手段と前記受信手段との間の受信信号経路を導通させて、前記送信手段からの送信信号を前記受信手段に入力する折返し経路を形成する、第１の経路切換手段と、
前記送信手段と前記送受信切換手段との間の送信信号経路に設けられ、当該送信信号経路に流れる前記アンテナからの反射信号を抽出する方向性結合器と、
前記方向性結合器にて抽出された反射信号を前記受信手段に入力する反射信号入力経路を形成する、第２の経路切換手段と、
当該無線通信装置の動作モードが、無線送信及び受信を時分割で行う通常モードから、故障診断モードに切り換えられると、前記第１の経路切換手段を介して前記折返し経路を形成し、前記送信手段から故障診断用にレベル調整された第１送信信号を出力させた後、前記受信手段から受信信号の信号レベル若しくは該受信信号の信号処理結果を取り込み、該受信信号の信号レベル若しくは該受信信号の信号処理結果に基づき、前記送信手段からの送信信号が前記受信手段にて正常に受信されているか否かを判断する第１故障診断手段と、
前記第１故障診断手段にて前記送信手段からの送信信号が前記受信手段にて正常に受信されていると判断されると、前記第１の経路切換手段による前記折返し経路の形成を終了させて、前記第２の経路切換手段に前記反射信号入力経路を形成させ、前記送信手段から故障診断用にレベル調整された第２送信信号を出力させた後、前記方向性結合器から前記受信手段に入力される前記アンテナからの反射信号の信号レベルを取り込み、該反射信号の信号レベルに基づき、前記アンテナから送信電波が正常に放射されているか否かを判断する第２故障診断手段と、
を備えたことを特徴とする。
【００１１】
また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の無線通信装置において、前記折返し経路には、前記受信手段への送信信号の入力レベルを調整するための減衰器が設けられていることを特徴とする。
【００１２】
また、請求項３に記載の発明は、請求項１又は請求項２に記載の無線通信装置において、前記第２の経路切換手段には、前記反射信号入力経路の非形成時に、前記方向性結合器の反射信号の出力端を適正インピーダンスにて終端させる終端抵抗が設けられていることを特徴とする。
【００１３】
また、請求項４に記載の発明は、請求項１〜請求項３の何れか１項に記載の無線通信装置において、前記第１故障診断手段及び前記第２故障診断手段による診断結果を報知する報知手段を備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
請求項１に記載の無線通信装置によれば、当該無線通信装置の動作モードが通常モードである場合には、送受信切換手段を介して、アンテナへの接続経路が送信手段側又は受信手段側に交互に切り換えることにより、他の無線通信装置との間で、所謂半二重による無線通信が行われる。
【００１５】
次に、当該無線通信装置の動作モードが通常モードから故障診断モードに切り換えられると、第１故障診断手段が、第１の経路切換手段を介して折返し経路を形成し、送信手段から、故障診断用にレベル調整された第１送信信号を出力させる。この結果、上述した従来装置と同様、送信手段から出力された第１送信信号が受信手段に入力される。
【００１６】
そして、第１故障診断手段は、この状態で、受信手段から受信信号の信号レベル若しくはその受信信号の信号処理結果（例えば受信データ）を取り込み、その取り込んだ信号レベル若しくは信号処理結果に基づき、送信手段からの送信信号が受信手段にて正常に受信されているか否か、つまり、送信手段及び受信手段が共に正常動作しているか否かを判断する。
【００１７】
また、第１故障診断手段にて送信手段からの送信信号が受信手段にて正常に受信されている（つまり、送信手段及び受信手段が共に正常動作している）と判断されると、第２故障診断手段が、第１の経路切換手段による折返し経路の形成を終了させて、第２の経路切換手段に反射信号入力経路を形成させ、送信手段から、故障診断用にレベル調整された第２送信信号を出力させる。
【００１８】
この結果、送信手段から出力された第２送信信号はアンテナまで伝送され、その伝送経路やアンテナが正常であれば、第２送信信号に対応した送信電波がアンテナから低損失で放射される。逆に、その伝送経路若しくはアンテナに異常があれば、第２送信信号がアンテナから送信されないか、送信されても送信電波は低レベルとなり、アンテナから送信手段側に反射される反射信号が高レベルとなる。
【００１９】
そして、このとき、アンテナから送信手段側に反射される反射信号は、方向性結合器から反射信号入力経路を介して受信手段に入力されることから、送信手段からアンテナへの送信信号の伝送経路やアンテナが正常であれば、受信手段への反射信号の入力レベルは低レベルとなり、その伝送経路若しくはアンテナに異常があれば、受信手段への反射信号の入力レベルは高レベルとなる。
【００２０】
そこで、第２故障診断手段は、第２の経路切換手段に反射信号入力経路を形成させて、送信手段から第２送信信号を出力させた後は、方向性結合器から受信手段に入力される反射信号の信号レベルを取り込み、この反射信号の信号レベルに基づき、アンテナから送信電波が正常に放射されているか否か（換言すれば、送信手段からアンテナへの送信信号の伝送経路及びアンテナ自身が正常か否か）を判断する。
【００２１】
従って、本発明の無線通信装置によれば、第１故障診断手段により、送信手段及び受信手段が正常に動作しているか否かを自己診断することができるだけでなく、第２故障診断手段により、送信手段から送受信切換手段を介してアンテナに至る送信信号の伝送経路及びアンテナが正常か否かを自己診断することができる。
【００２２】
そして、第２故障診断手段による診断は、アンテナから送信手段側に反射された送信信号の反射信号を方向性結合器にて抽出し、その抽出した反射信号を受信手段に入力して、その信号レベルを検出することにより行われることから、送信手段からアンテナに至る送信信号の伝送経路及びアンテナ自体の故障を診断するのに、他の無線通信装置からの受信信号を利用する必要がない。
【００２３】
このため、本発明によれば、例えば、車車間通信若しくは路車間通信を行う無線通信装置において、周囲に通信相手となる他の無線通信装置が存在しない場合であっても、送信手段からアンテナに至る送信信号の伝送経路及びアンテナ自体の故障診断を実施することができ、無線通信装置の信頼性を向上することができる。
【００２４】
次に、請求項２に記載の無線通信装置によれば、折返し経路に、受信手段への送信信号の入力レベルを調整するための減衰器が設けられているので、第１故障診断手段が送信手段及び受信手段を故障診断する際、送信手段の故障時等に、受信手段へ著しく高レベルの送信信号が入力されて、受信手段が破損するのを防止できる。
【００２５】
また、減衰器を可変減衰器にて構成し、第１故障診断手段による故障診断時に、送信手段から受信手段へ入力される送信信号の信号レベルを変化させるようにすれば、故障診断を異なるレベル条件下で複数回実施して、その診断精度を高めることもできる。
【００２６】
次に、請求項３に記載の無線通信装置によれば、第２の経路切換手段には、反射信号入力経路の非形成時に、方向性結合器の反射信号の出力端を適正インピーダンスにて終端させる終端抵抗が設けられている。
【００２７】
従って、請求項３に記載の無線通信装置によれば、第２故障診断手段が故障診断を行わないとき（つまり、通常の無線通信を行う通常モード時や、第１故障診断手段の動作時）に、方向性結合器の出力側が開放されて、アンテナからの反射信号がその開放端から放射されたり、送信手段からアンテナに至る信号経路の伝送インピーダンスが適正インピーダンスからずれて、無線通信装置の送信特性が低下したりするのを防止できる。
【００２８】
また、請求項４に記載の無線通信装置においては、第１故障診断手段及び第２故障診断手段による診断結果を報知する報知手段が備えられているので、送信手段若しくは受信手段の故障、或いは、送信手段からアンテナに至る送信信号の伝送経路若しくはアンテナ自体の故障を、無線通信装置の管理者（使用者等）に通知して、当該装置の修理を促すことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】実施形態の無線通信装置の構成を表すブロック図である。
【図２】実施形態の制御部にて実行される故障診断処理を表すフローチャートである。
【図３】図２に示す故障診断処理の実行に伴い切り換えられる経路切換回路の状態を表す説明図である。
【図４】変形例の無線通信装置の構成を表すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
以下に本発明の実施形態を図面と共に説明する。
図１に示す本実施形態の無線通信装置は、例えば、自動車等の移動体に搭載されて、他の移動体に搭載された無線通信装置や、走行路近傍に路側機として設置された無線通信装置との間で、ＣＳＭＡ／ＣＡ（Carrier Sense Multiple Access/Collision Avoidance）方式による無線通信（車車間通信、路車間通信）を行うものであり、通信用のアンテナ２を備える。
【００３１】
また、ＣＳＭＡ／ＣＡ方式では、１つの通信チャンネルを利用して送受信を行うことから、アンテナ２には、送受信切換用の高周波スイッチ（以下、ＲＦＳＷという）９を介して、受信系のアナログ回路と送信系のアナログ回路との何れか一方が選択的に接続される。
【００３２】
受信系のアナログ回路は、アンテナ２からの受信信号を増幅するローノイズアンプ（以下、ＬＮＡという）４と、ＬＮＡ４にて増幅された受信信号をベースバンドの受信信号に周波数変換（ダウンコンバート）する周波数変換部５とから構成されている。
【００３３】
そして、周波数変換部５にて周波数変換されたベースバンドの受信信号は、ベースバンドプロセッサ１０に入力される。
ベースバンドプロセッサ１０には、この受信信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換部１２、及び、Ａ／Ｄ変換部１２にてＡ／Ｄ変換されたデジタル信号を処理して受信データを復元する復調部１４、が備えられている。
【００３４】
そして、復調部１４にて復元された受信データは、ＭＡＣ層に関する規定動作を行うＭＡＣ部（Media Access Control：メディアアクセス制御部）２０に出力され、このＭＡＣ部２０にて処理された後、移動体に搭載された電子制御装置（ＥＣＵ：例えば、運転支援用のナビゲーション装置等）に出力される。
【００３５】
また、この電子制御装置（ＥＣＵ）からＭＡＣ部２０には、送信データが入力され、ＭＡＣ部２０は、その入力データを処理して、キャリアセンスに基づき設定される送信タイミングングで、ベースバンドプロセッサ１０に出力する。
【００３６】
ベースバンドプロセッサ１０内には、ＭＡＣ部２０からの入力データを予め設定された変調方式にて送信信号（デジタル信号）に変調する変調部１６、及び、この変調部１６からのデジタル信号をアナログ信号に変換するＤ／Ａ変換部１８、が備えられている。
【００３７】
そして、Ｄ／Ａ変換部１８にてアナログ信号に変換された送信信号は、送信系のアナログ回路を介して、ＲＦＳＷ９に出力される。
なお、送信系のアナログ回路は、ベースバンドプロセッサ１０のＤ／Ａ変換部１８から出力されるベースバンドの送信信号を無線送信用の高周波信号に周波数変換（アップコンバート）する周波数変換部７と、この周波数変換部７にて周波数変換された送信信号を増幅するパワーアンプ（以下、ＰＡという）８とから構成されている。
【００３８】
また、受信系及び送信系の周波数変換部５、７には、ＬＮＡ４やＰＡ８のゲインコントロール等に用いられる受信信号及び送信信号の信号レベルを検出する、レベル検出部５ａ、７ａが設けられている。
【００３９】
また、受信系のＬＮＡ４及び送信系のＰＡ８とＲＦＳＷ９とをそれぞれ接続する受信信号経路及び送信信号経路には、経路切換回路２２が設けられている。
この経路切換回路２２は、無線通信装置が通常の通信モードにあるときには、ＬＮＡ４及びＰＡ８とＲＦＳＷ９との間の受信信号経路及び送信信号経路を導通させ、故障診断用の故障診断モードにあるときには、その信号経路を故障診断用に変更して、故障診断できるようにするためのものであり、信号経路切換用の４個の高周波スイッチ（以下、切換スイッチという）ＳＷ１〜ＳＷ４と、減衰器（アッテネータ）ＡＴＴと、信号経路の伝送インピーダンスに対応する抵抗値を有する終端抵抗ＲＴと、方向性結合器２４とから構成されている。
【００４０】
ここで、切換スイッチＳＷ１は、送信系のＰＡ８とＲＦＳＷ９との間の送信信号経路に設けられて、この送信信号経路を導通・遮断させるものであり、切換スイッチＳＷ２は、ＲＦＳＷ９と受信系のＬＮＡ４との間の受信信号経路に設けられて、この受信信号経路を導通・遮断させるものである。
【００４１】
そして、これら切換スイッチＳＷ１、ＳＷ２は、送信信号経路及び受信信号経路を遮断した状態では、ＰＡ８の出力をＬＮＡ４の入力に接続するよう、送信信号経路及び受信信号経路のアンプ側を折返し経路側に接続する。
【００４２】
また、この折返し経路には、減衰器（アッテネータ）ＡＴＴと、切換スイッチＳＷ３と、が設けられている。減衰器ＡＴＴは、折返し経路の切換スイッチＳＷ２側に設けられており、切換スイッチＳＷ３は、減衰器ＡＴＴの切換スイッチＳＷ２とは反対側を、切換スイッチＳＷ１側に接続するか、切換スイッチＳＷ４側に接続するかを切り換え可能に設けられている。
【００４３】
また、方向性結合器２４は、送信系のＰＡ８からＲＦＳＷ９に至る送信信号経路で、切換スイッチＳＷ１よりもＲＦＳＷ９側に配置されており、この送信信号経路を逆方向（ＲＦＳＷ９からＰＡ８に向かう方向）に流れる高周波信号（換言すれば送信信号がアンテナ２で反射した反射信号）を取り出すためのものである。
【００４４】
そして、切換スイッチＳＷ４は、方向性結合器２４の反射信号の出力端を、終端抵抗ＲＴを介して終端するか、或いは、切換スイッチＳＷ３（延いては減衰器ＡＴＴ）に接続するかを切換可能に設けられている。
【００４５】
次に、ベースバンドプロセッサ１０には、受信信号及び送信信号をデジタル処理するためのＡ／Ｄ変換部１２、復調部１４、変調部１６、及びＤ／Ａ変換部１８に加えて、無線通信時に、ＭＡＣ部２０によるアクセス制御に連動して、ＲＦＳＷ９による送受信の切り換え、受信系ＬＮＡ４及び送信系ＰＡ８のゲインコントロール（ＧＣ）、受信系及び送信系の周波数変換部５、７の制御等、無線通信用の各種制御を実行する制御部３０が設けられている。
【００４６】
そして、本実施形態では、無線通信装置の出荷時や検査時等に自己診断指令が入力されると、この制御部３０が、図２に示す手順で、送受信系回路やアンテナ２の故障診断を行う。
【００４７】
以下、このように制御部３０にて実行される故障診断処理について、図２を用いて説明する。なお、この故障診断処理を実行するに当たって、制御部３０には、診断結果を報知するための表示部３２が接続されている。
【００４８】
図２に示すように、故障診断処理が開始されると、まずＳ１１０（Ｓはステップを表す）にて、経路切換回路２２を介して送信信号及び受信信号の経路を切り換えることにより、無線通信装置の動作モードを、無線通信を行う通常モードから、送受信系回路（詳しくは、ＬＮＡ４、周波数変換部５、７、ＰＡ８、復調部１４、変調部１６等）の故障診断を行う第１診断モードに切り換える。
【００４９】
つまり、本実施形態では、無線通信を行う通常モードでは、図１に示すように、切換スイッチＳＷ１、２が、送信信号経路及び受信信号経路を導通する側に設定され、切換スイッチＳＷ３が切換スイッチＳＷ４側に設定され、切換スイッチＳＷ４が終端抵抗ＲＴ側に設定される。
【００５０】
そして、Ｓ１１０では、図３（ａ）に示すように、切換スイッチＳＷ１、２を、送信信号経路及び受信信号経路を遮断する側（換言すれば折返し経路側）に切り換え、切換スイッチＳＷ３を、切換スイッチＳＷ１側に切り換える。
【００５１】
この結果、第１診断モードでは、ＰＡ８の出力が、減衰器ＡＴＴが設けられた折返し経路を介して、ＬＮＡ４の入力に接続されることになる。
次に、Ｓ１２０では、ＭＡＣ部２０を介して送受信系回路の故障診断用の送信データを変調部１６に出力することで、送信系の各回路部を動作させて、ＰＡ８からＬＮＡ４に、予め設定された信号レベルの第１送信信号を一定期間送信させる。
【００５２】
なお、この送信時には、第１送信信号が受信系のＬＮＡ４に適正レベルで入力されるように、送信系周波数変換部７内のレベル検出部７ａにて検出される送信信号の信号レベルに基づきＰＡ８の利得を調整（ゲインコントロール）する。
【００５３】
そして、Ｓ１３０では、その第１送信信号の送信期間内に、受信系周波数変換部５に設けられたレベル検出部５ａから、第１送信信号の受信信号の信号レベルを読み込み、Ｓ１４０にて、その信号レベルが、適正範囲内にあるか否かを判断する。
【００５４】
Ｓ１４０にて、レベル検出部５ａから読み込んだ信号レベルが適正範囲内にないと判断されると、Ｓ１５０にて、送受信系回路（ここでは、ＬＮＡ４、周波数変換部５、７、及びＰＡ８のアナログ回路）に異常があると判定して、後述のＳ２６０に移行し、逆に、その信号レベルが適正範囲内にあると判断されると、Ｓ１６０に移行する。
【００５５】
次にＳ１６０では、復調部１４から、受信信号を復調した受信データを読み込む。そして、Ｓ１７０では、その読み込んだ受信データが正常か否か（具体的には、Ｓ１２０にてＭＡＣ部２０を介して送信させた故障診断用の送信データと一致しているか否か）、を判断する。
【００５６】
Ｓ１７０にて、受信データが正常ではないと判断されると、Ｓ１８０にて、ベースバンドプロセッサ１０内の送受信系回路である変調部１６若しくは復調部１４に異常があると判定して、後述のＳ２６０に移行し、逆に、受信データが正常であると判断されると、Ｓ１９０に移行する。
【００５７】
Ｓ１９０では、無線通信装置の動作モードを、第１診断モードからＬＮＡ４及びＰＡ８よりもアンテナ側（つまり、アンテナ２、ＲＦＳＷ９等）の故障診断を行う第２診断モードに切り換える。
【００５８】
なお、この第２診断モードへの切り換えは、図３（ａ）、（ｂ）から明らかなように、切換スイッチＳＷ１を、送信信号経路を導通させる側に切り換え、切換スイッチＳＷ３を、切換スイッチＳＷ４側に切り換え、切換スイッチＳＷ４を、切換スイッチＳＷ３側に切り換えることにより行われる。
【００５９】
この結果、第２診断モードでは、ＰＡ８の出力が、ＲＦＳＷ９（延いてはアンテナ２）に接続され、方向性結合器２４にて抽出されたアンテナ２側からの反射信号を、減衰器ＡＴＴを介してＬＮＡ４に入力する、反射信号入力経路が形成されることになる。
【００６０】
次に、Ｓ２００では、ＭＡＣ部２０を介してアンテナ側故障診断用の送信データを変調部１６に出力することで、送信系の各回路部を動作させて、ＰＡ８から予め設定された信号レベルの第２送信信号を一定期間送信させる。
【００６１】
なお、Ｓ２００では、第２送信信号をアンテナ２まで伝送して、アンテナ２から送信させるために、ＲＦＳＷ９を送信側に切り換える。また、第２診断モードでの送信データは他の無線通信装置に届くので、送信データのデータ内容及びＰＡ８から出力される送信信号の信号レベルは、他の無線通信装置との通信に影響を与えることのないように設定される。
【００６２】
次に、Ｓ２１０では、第２送信信号の送信期間内に、受信系周波数変換部５に設けられたレベル検出部５ａから、アンテナ２側からの反射信号の信号レベルを読み込み、Ｓ２２０にて、その信号レベルが、予め設定されたしきい値（上限値）を越えたか否か（つまり、アンテナ２からの反射が大きいか否か）を判断する。
【００６３】
そして、Ｓ２２０にて、レベル検出部５ａから読み込んだ信号レベルがしきい値を越えたと判断されると、Ｓ２３０にて、アンテナ側（つまり、アンテナ２、ＲＦＳＷ９等）に異常がある判定して、後述のＳ２６０に移行し、逆に、その信号レベルがしきい値以下であると判断されると、Ｓ２４０に移行する。
【００６４】
Ｓ２４０では、上述の故障診断の結果、無線通信装置の送受信系回路やアンテナ２には異常はない（セルフチェックＯＫ）として、その旨をメモリに記憶する。
そして、続くＳ２５０では、無線通信装置の動作モードを、第２診断モードから通常モードに切り換え、当該故障診断処理を終了する。
【００６５】
なお、Ｓ２５０では、切換スイッチＳＷ２を、受信信号経路を導通させる側に切り換え、切換スイッチＳＷ４を、終端抵抗ＲＴ側に切り換えることで、経路切換回路２２を図１に示した状態に設定する。
【００６６】
また、Ｓ１５０、Ｓ１８０、Ｓ２３０にて異常判定された際には、Ｓ２６０に移行し、その異常判定された異常内容に応じたエラーメッセージを表示部３２に表示することで、運転者等の無線通信装置の異常（故障）を報知し、Ｓ２７０に移行して、当該無線通信装置の電源を遮断する。
【００６７】
なお、表示部３２は、自動車のインストルメントパネル等、移動体の運転者が目視で確認できる位置に設けられており、制御部３０からエラーメッセージの表示指令を受けると、無線通信装置の電源遮断後も継続してエラーメッセージを表示する。
【００６８】
以上説明したように、本実施形態の無線通信装置によれば、制御部３０に自己診断指令が入力されると、無線通信装置の動作モードが、通常モードから第１診断モード、第１診断モードから通常モードへと順次切り換えられる。
【００６９】
そして、第１診断モードでは、制御部３０により、経路切換回路２２が、送信系のＰＡ８からの送信信号を、折返し経路を介して受信系のＬＮＡ４に直接入力するよう切り換えられ、レベル検出部５ａにて検出された受信信号の信号レベル、及び、復調部１４にて復調された復調データに基づき、送受信系のアナログ回路やベースバンドプロセッサ１０内の変調部１６及び復調部１４が正常に動作しているか否かが判断される。
【００７０】
また、第１診断モードで送受信系が正常に動作していると判断されると、第２診断モードに移行し、制御部３０によって、送信系のＰＡ８からアンテナ２に送信信号が伝送され、その送信信号のアンテナ２からの反射信号を受信系のＬＮＡ４に入力する反射経路入力経路が形成されるように、経路切換回路２２が切り換えられる。
【００７１】
そして、第２診断モードでは、制御部３０は、受信系の周波数変換部５に設けられたレベル検出部５ａにて検出された反射信号の信号レベルが、所定のしきい値を越えると（つまり、アンテナ２側からの反射が大きくなると）、アンテナ２若しくはＲＦＳＷ９に異常があると判断する。
【００７２】
従って、本実施形態の無線通信装置によれば、第１診断モードで、送受信系のアナログ回路や変調部１６及び復調部１４が正常に動作しているか否かを自己診断することができるだけでなく、第２診断モードで、送信系のＰＡ８からアンテナ２に至る送信信号の伝送経路及びアンテナ２が正常か否かを自己診断することができる。
【００７３】
そして、第２診断モードでの診断は、アンテナ２側から反射された反射信号を方向性結合器２４にて抽出し、その抽出した反射信号の信号レベルを、受信系の周波数変換部５に設けられたレベル検出部５ａを介して検出することにより行われるので、アンテナ２側の故障を診断するのに、他の無線通信装置からの受信信号を利用する必要がない。
【００７４】
このため、本実施形態の無線通信装置によれば、周囲に他の無線通信装置が存在しない場合であっても、アンテナ２側の故障診断を実施することができ、無線通信装置の信頼性を向上することができる。
【００７５】
また、経路切換回路２２において、ＬＮＡ４に送信信号や反射信号を入力する折返し経路には、減衰器ＡＴＴが設けられているので、ＰＡ８の故障等によりＰＡ８から高レベルの送信信号が出力されて、ＬＮＡ４に高レベルの信号が入力されるのを防止できる。なお、減衰器ＡＴＴは、可変減衰器にて構成し、その減衰量を調整することで、ＬＮＡ４への信号入力レベルを変化させるようにしてもよい。
【００７６】
また、本実施形態の無線通信装置によれば、第１、第２診断モードで異常を検出すると、その検出した異常内容を表示部３２に表示して、電源を遮断することから、運転者に無線通信装置の異常を通知して、修理を促すことができると共に、無線通信装置から他の無線通信装置の無線通信の妨げとなる異常電波が送信されるのを防止できる。
【００７７】
また、通常モードでは、経路切換回路２２内の切換スイッチＳＷ４が終端抵抗ＲＴ側に切り換えられて、方向性結合器２４の反射信号の出力端が、終端抵抗ＲＴにて終端されることから、無線通信時に、アンテナ２側から反射してきた送信信号の反射信号が方向性結合器２４の反射信号の出力端から放射されて、無線通信に影響を与えるのを防止できる。
【００７８】
ここで、本実施形態においては、送信系の周波数変換部７、ＰＡ８や変調部１６が、本発明の送信手段に相当し、受信系のＬＮＡ４、周波数変換部５や復調部１４が、本発明の受信手段に相当し、ＲＦＳＷ９が、本発明の送受信切換手段に相当し、経路切換回路２２内の切換スイッチＳＷ１、ＳＷ２、ＳＷ３が、本発明の第１の経路切換手段に相当し、同じく切換スイッチＳＷ４、ＳＷ３が、本発明の第２の経路切換手段に相当する。
【００７９】
また、図２に示した故障診断処理において、Ｓ１１０〜Ｓ１８０の処理は、本発明の第１故障診断手段に相当し、Ｓ１９０〜Ｓ２３０の処理は、本発明の第２故障診断手段に相当し、Ｓ２６０の処理及び表示部３２は、本発明の報知手段に相当する。
【００８０】
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内にて種々の態様をとることができる。
例えば、上記実施形態では、故障診断処理は、ベースバンドプロセッサ１０内に設けられた通信制御用の制御部３０にて実行されるものとして説明したが、例えば、図４に示すように、ベースバンドプロセッサ１０内の制御部３０とは別に、故障診断処理を実行するためのセルフチェック部（マイクロコンピュータ）４０を設けるようにしてもよい。
【００８１】
また、上記実施形態では、無線通信装置は、自動車等の移動体に搭載されるものとして説明したが、例えば、路側機等、移動体に搭載された無線通信装置との間で無線通信を行う固定局として利用するようにしても、上記実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００８２】
一方、上記実施形態では、図２の故障診断処理において、Ｓ１５０、Ｓ１８０、Ｓ２３０で異常判定され、Ｓ２６０で異常内容に応じたエラーメッセージを表示すると、Ｓ２７０に移行して、当該無線通信装置の電源を遮断するものとして説明したが、Ｓ２７０では、送信系回路（少なくともＰＡ８）の電源を遮断し、受信系回路への電源供給は継続するようにしてもよい。
【００８３】
そして、このようにすれば、無線通信装置から他の無線通信装置に無線通信の妨げとなる異常電波が送信されるのを防止できるだけでなく、受信系回路が正常であれば、他の無線通信装置からの送信信号を受信して、他の無線通信装置からの情報を取得することができるようになる。
【符号の説明】
【００８４】
２…アンテナ、４…ＬＮＡ（ローノイズアンプ)、５…周波数変換部、５ａ…レベル検出部、７…周波数変換部、７ａ…レベル検出部、８…ＰＡ（パワーアンプ）、９…ＲＦＳＷ（高周波スイッチ）、１０…ベースバンドプロセッサ、１２…Ａ／Ｄ変換部、１４…復調部、１６…変調部、１８…Ｄ／Ａ変換部、２０…ＭＡＣ部、２２…経路切換回路、ＳＷ１〜ＳＷ４…切換スイッチ、ＡＴＴ…減衰器、ＲＴ…終端抵抗、２４…方向性結合器、３０…制御部、３２…表示部、４０…セルフチェック部。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
通信用のアンテナと、
送信信号を増幅して前記アンテナに出力する送信手段と、
前記アンテナからの受信信号を増幅して信号処理する受信手段と、
前記アンテナを前記送信手段及び前記受信手段の何れか一方に選択的に接続する送受信切換手段と、
を備え、前記送受信切換手段を介して前記アンテナへの接続経路を切り換えることにより、無線送信及び受信を時分割で行う無線通信装置において、
前記送信手段と前記送受信切換手段との間の送信信号経路、及び、前記送受信切換手段と前記受信手段との間の受信信号経路を導通させて、前記送信手段からの送信信号を前記受信手段に入力する折返し経路を形成する、第１の経路切換手段と、
前記送信手段と前記送受信切換手段との間の送信信号経路に設けられ、当該送信信号経路に流れる前記アンテナからの反射信号を抽出する方向性結合器と、
前記方向性結合器にて抽出された反射信号を前記受信手段に入力する反射信号入力経路を形成する、第２の経路切換手段と、
当該無線通信装置の動作モードが、無線送信及び受信を時分割で行う通常モードから、故障診断モードに切り換えられると、前記第１の経路切換手段を介して前記折返し経路を形成し、前記送信手段から故障診断用にレベル調整された第１送信信号を出力させた後、前記受信手段から受信信号の信号レベル若しくは該受信信号の信号処理結果を取り込み、該受信信号の信号レベル若しくは該受信信号の信号処理結果に基づき、前記送信手段からの送信信号が前記受信手段にて正常に受信されているか否かを判断する第１故障診断手段と、
前記第１故障診断手段にて前記送信手段からの送信信号が前記受信手段にて正常に受信されていると判断されると、前記第１の経路切換手段による前記折返し経路の形成を終了させて、前記第２の経路切換手段に前記反射信号入力経路を形成させ、前記送信手段から故障診断用にレベル調整された第２送信信号を出力させた後、前記方向性結合器から前記受信手段に入力される前記アンテナからの反射信号の信号レベルを取り込み、該反射信号の信号レベルに基づき、前記アンテナから送信電波が正常に放射されているか否かを判断する第２故障診断手段と、
を備えたことを特徴とする無線通信装置。
【請求項２】
前記折返し経路には、前記受信手段への送信信号の入力レベルを調整するための減衰器が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の無線通信装置。
【請求項３】
前記第２の経路切換手段には、前記反射信号入力経路の非形成時に、前記方向性結合器の反射信号の出力端を適正インピーダンスにて終端させる終端抵抗が設けられていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の無線通信装置。
【請求項４】
前記第１故障診断手段及び前記第２故障診断手段による診断結果を報知する報知手段を備えたことを特徴とする請求項１〜請求項３の何れか１項に記載の無線通信装置。
【請求項１】
通信用のアンテナと、
送信信号を増幅して前記アンテナに出力する送信手段と、
前記アンテナからの受信信号を増幅して信号処理する受信手段と、
前記アンテナを前記送信手段及び前記受信手段の何れか一方に選択的に接続する送受信切換手段と、
を備え、前記送受信切換手段を介して前記アンテナへの接続経路を切り換えることにより、無線送信及び受信を時分割で行う無線通信装置において、
前記送信手段と前記送受信切換手段との間の送信信号経路、及び、前記送受信切換手段と前記受信手段との間の受信信号経路を導通させて、前記送信手段からの送信信号を前記受信手段に入力する折返し経路を形成する、第１の経路切換手段と、
前記送信手段と前記送受信切換手段との間の送信信号経路に設けられ、当該送信信号経路に流れる前記アンテナからの反射信号を抽出する方向性結合器と、
前記方向性結合器にて抽出された反射信号を前記受信手段に入力する反射信号入力経路を形成する、第２の経路切換手段と、
当該無線通信装置の動作モードが、無線送信及び受信を時分割で行う通常モードから、故障診断モードに切り換えられると、前記第１の経路切換手段を介して前記折返し経路を形成し、前記送信手段から故障診断用にレベル調整された第１送信信号を出力させた後、前記受信手段から受信信号の信号レベル若しくは該受信信号の信号処理結果を取り込み、該受信信号の信号レベル若しくは該受信信号の信号処理結果に基づき、前記送信手段からの送信信号が前記受信手段にて正常に受信されているか否かを判断する第１故障診断手段と、
前記第１故障診断手段にて前記送信手段からの送信信号が前記受信手段にて正常に受信されていると判断されると、前記第１の経路切換手段による前記折返し経路の形成を終了させて、前記第２の経路切換手段に前記反射信号入力経路を形成させ、前記送信手段から故障診断用にレベル調整された第２送信信号を出力させた後、前記方向性結合器から前記受信手段に入力される前記アンテナからの反射信号の信号レベルを取り込み、該反射信号の信号レベルに基づき、前記アンテナから送信電波が正常に放射されているか否かを判断する第２故障診断手段と、
を備えたことを特徴とする無線通信装置。
【請求項２】
前記折返し経路には、前記受信手段への送信信号の入力レベルを調整するための減衰器が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の無線通信装置。
【請求項３】
前記第２の経路切換手段には、前記反射信号入力経路の非形成時に、前記方向性結合器の反射信号の出力端を適正インピーダンスにて終端させる終端抵抗が設けられていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の無線通信装置。
【請求項４】
前記第１故障診断手段及び前記第２故障診断手段による診断結果を報知する報知手段を備えたことを特徴とする請求項１〜請求項３の何れか１項に記載の無線通信装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２０１３−８５０８４（Ｐ２０１３−８５０８４Ａ）
【公開日】平成２５年５月９日（２０１３．５．９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２２３０１８（Ｐ２０１１−２２３０１８）
【出願日】平成２３年１０月７日（２０１１．１０．７）
【出願人】（０００１１３６６５）マスプロ電工株式会社 (395)
【出願人】（０００００４２６０）株式会社デンソー (27,639)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年５月９日（２０１３．５．９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１０月７日（２０１１．１０．７）
【出願人】（０００１１３６６５）マスプロ電工株式会社 (395)
【出願人】（０００００４２６０）株式会社デンソー (27,639)
【Ｆターム（参考）】
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