無線送信装置
【課題】 送信出力の減少側の調整量の拡大する。
【解決手段】 所定周波数の搬送波を任意の情報で変調し、その変調信号をアンテナ（１５）から送信する無線送信装置（１０）において、前記アンテナ（１５）は所定の共振周波数ｆ１を有し、前記搬送波の周波数を変化させる周波数変更手段（１１）を備え、前記周波数変更手段（１１）は前記搬送波の周波数を前記共振周波数ｆ１またはｆ１×１／ｎ（ｎは２以上の任意の整数）に変化させることによって送信出力を変化させることを特徴とする。
【解決手段】 所定周波数の搬送波を任意の情報で変調し、その変調信号をアンテナ（１５）から送信する無線送信装置（１０）において、前記アンテナ（１５）は所定の共振周波数ｆ１を有し、前記搬送波の周波数を変化させる周波数変更手段（１１）を備え、前記周波数変更手段（１１）は前記搬送波の周波数を前記共振周波数ｆ１またはｆ１×１／ｎ（ｎは２以上の任意の整数）に変化させることによって送信出力を変化させることを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線送信装置に関し、詳しくは、送信出力の増減調整を必要とする無線送信装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的に無線送信装置（以下、単に送信装置という。）は、通信分野はもちろん、様々な分野で用いられているが、たとえば、通信エリアを限定したりするために、送信出力を増減調整できるようにしたものがある。そのような送信装置の一例として、自動車等車両（以下、単に車両という。）の、いわゆるパッシブエントリシステムやタイヤ空気圧モニタリングシステムなどがある。
【０００３】
パッシブエントリシステムは車載機と携帯機とにより構成され、また、タイヤ空気圧モニタリングシステムは車載機とセンサユニットとにより構成される。パッシブエントリシステムにあっては車載機から携帯機に対して応答要求信号（携帯機をウェークアップさせるための信号やＩＤ番号の返送を要求する信号など）を送信し、同様に、タイヤ空気圧モニタリングシステムにあっては車載機からセンサユニットに対して応答要求信号を送信する。そして、いずれのシステムも、携帯機やセンサユニットからの応答信号を車載機で受信し、その応答信号に基づく所要の動作、すなわち、パッシブエントリシステムにあってはドア施解錠等、タイヤ空気圧モニタリングシステムにあっては空気圧の過不足判定及びその警告等の動作を実行する。
【０００４】
これらのシステムの車載機は、送信出力を増減調整することが可能な「送信装置」である。送信出力の増減調整を必要とする理由は、以下のとおりである。まず、パッシブエントリシステムの場合、携帯機が車内に存在するのか車外に存在するのかを把握する必要があるからであり、位置が分からなければ携帯機の閉じ込み（車内への置き忘れ）状態でドアを施錠してしまうおそれがあるからである。また、タイヤ空気圧モニタリングシステムの場合、各タイヤに装着されたセンサユニットとの間で個別の通信を行う必要があるからであり、過大な送信出力は他のセンサユニットとの間でも通信が行われてしまい不都合を生じるし、また、過小な送信出力は意図したセンサユニットとの間で正常な通信を行うことができなくなるからである。そのため、送信出力は車種毎に最適化する必要があるが、車両形状等が変わると最適な送信出力も変わってしまうためである。
【０００５】
また、タイヤ空気圧モニタリングシステムの場合は、位置の把握とは異なるものの、対応するセンサユニットとの間でのみ通信を行うために、同様の送信出力調整を必要とする。たとえば、４輪自動車を想定すると、左右前輪と左右後輪の４本のタイヤにそれぞれセンサユニットが取り付けられると共に、スペアタイヤにもセンサユニットが取り付けられる。そして、左右前輪のタイヤハウスと左右後輪のタイヤハウス及びスペアタイヤの格納部（例：トランク内）に設けられた個別のアンテナを順番に駆動しながら車載機からの応答要求信号を送信する。今、左前輪のタイヤハウスに取り付けられたアンテナから過不足のない適切な大きさの送信出力で応答要求信号を送信したとすると、この場合、左前輪のセンサユニットのみが安定して応答信号を返すはずである。しかし、送信出力が過大な場合は他のタイヤ（たとえば、右前輪）のセンサユニットが応答したり、あるいは、送信出力が過小な場合は意図したタイヤ（この例の場合は左前輪）のセンサユニットが応答しないことがある。このため、実際には、送信出力を増減調整しながら試行錯誤でテストを繰り返し、過不足のない適切な大きさの送信出力を探し出すことになる。かかるテストは、車両の種類ごとに行う必要がある。タイヤの大きさやタイヤハウス等の形状が車種ごとに異なるからである。
【０００６】
さて、送信出力の増減調整に関する従来技術としては、たとえば、下記の特許文献１に記載のものが知られている。この従来技術では、要するに、（１）送信部の電源電圧を変更する、（２）送信周波数を変更する、（３）送信信号の矩形状波形のデューティ（波形の１周期長に占めるオン期間の割合）を変更する、という方法を単独で用い、または組み合わせて用いることによって送信出力の増減調整を行うとしている。
【０００７】
上記の（１）は、送信信号の振幅を変更することによって送信出力の増減調整を行うというものであり、また、上記の（２）は、車両に設けられた送信機の送信アンテナおよび受信機（前記の例では携帯機またはセンサユニット）のアンテナの周波数特性を利用して送信出力の増減調整を行うというものであり、さらに、上記の（３）は、波形の１周期長に占めるオン期間の割合に応じて送信出力の増減調整を行うというものである。
【０００８】
【特許文献１】特開２００６−１７４１５４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、前記の従来技術にあっては、以下の不都合がある。
上記（２）の方法においては、受信感度は受信アンテナの周波数特性に依存している。Ｑ値の高いアンテナでは、周波数が少し変化するだけで感度が大きく変化してしまう。そのため、感度の調整は規定周波数（一般的には１２５ＫＨｚ）を中心として、受信感度が大きく変化しない範囲でしか精度良く制御を行うのは困難である。さらに、製品ごとにアンテナの周波数特性がばらついた場合には、感度の調整がより難しくなる。
【００１０】
そこで本発明は、前記（２）とは異なる方法を用いて、受信機の受信強度を変化させる無線送信装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
請求項１記載の発明は、所定周波数の搬送波を任意の情報で変調し、その変調信号をアンテナから送信する無線送信装置において、前記アンテナは所定の共振周波数ｆ１を有し、前記搬送波の周波数を変化させる周波数変更手段を備え、前記周波数変更手段は前記搬送波の周波数を前記共振周波数ｆ１またはｆ１×１／ｎ（ｎは２以上の任意の整数）に変化させることによって送信出力を変化させることを特徴とする無線送信装置である。
請求項２記載の発明は、さらに、前記搬送波が所定の周期でオン期間とオフ期間を繰り返す矩形状波形である場合に、当該波形の１周期中のオン期間またはオフ期間の割合（デューティ）を設定するデューティ設定手段を備え、前記周波数変更手段は、このデューティ設定手段によって所定のデューティが設定されているときに、前記の送信出力の変化操作を行うことを特徴とする請求項１記載の無線送信装置である。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、搬送波の周波数を送信アンテナの共振周波数の高調波を利用して送信出力の変更を行うので、簡便に送信出力を大きく変更することができる無線送信装置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】
【００１３】
以下、本発明の実施の形態を、車両のパッシブエントリシステムへの適用を例にして図面を参照しながら説明する。
【００１４】
まず、構成を説明する。
図１は、本実施の形態におけるシステム構成図である。この図において、「送信装置」として機能する車載機１０は、車載制御部１１と、周波数設定可変部１２と、デューティ設定部１３と、変調部１４とを含み、この車載機１０に接続されるアンテナ１５は、駆動部１６と、スイッチング要素１７と、空中線素子部１８とを含む。また、携帯機２０は、ループアンテナ部２１と、増幅部２２と、検波部２３と、波形整形部２４と、携帯機制御部２５とを含む。
【００１５】
ここで、車載制御部１１を含む車載機１０は、プログラム制御方式の制御要素、すなわち、マイクロコンピュータと不揮発性メモリーを含む回路で構成されるが、これに限らず、たとえば、マイクロコンピュータが実行する機能の全てあるいは一部を個別のハードウェアを用いて実現してもよく、要するに、当該機能の実現態様については特に限定しない。
【００１６】
図２は、車載制御部１１を含む車載機１０をプログラム制御方式の制御要素で構成した場合の概念図である。この図において、車載制御部１１として機能するマイクロコンピュータ１０ａは、メモリ１０ｂに予め格納されている制御プログラムを実行して、搬送波を所定のデータで変調を行った送信信号を生成し、駆動部１６に出力する。駆動部１６は、この送信信号でスイッチング要素１７を駆動し、これにより、空中線素子１８から前記送信信号が無線送信される。
【００１７】
マイクロコンピュータ１０ａは、自身のクロックを分周することにより、たとえば、２５０ＫＨｚでオン・オフを繰返す信号を生成して、その信号を外部に出力することによって、デューティ比５０％で１２５ＫＨｚの搬送波を生成することができる。さらに、マイクロコンピュータ１０ａは所定のデータに基づいて、たとえば、データ＝１の時には搬送波を出力し、逆に、データ＝０の時には搬送波の出力を停止することにより、搬送波を所定のデータにて変調することができる。この搬送波の周波数を変える場合には、クロックの分周比を変えることによって実現できる。同様にデューティ比を変える場合にも、クロックの分周比を変えることによって実現できる。
【００１８】
図３は、車載機１０の一部の機能を個別のハードウェアで実現した実施態様の構成図である。この図において、車載機１０は、前記のマイクロコンピュータ１０ａとメモリ１０ｂを含むほか、さらに、周波数設定部１０ｃ、デューティ設定部１０ｄ、周波数可変部１０ｅ、搬送波生成部１０ｆ及び変調部１０ｇを含む。
【００１９】
周波数設定部１０ｃと周波数可変部１０ｅは、図１の周波数設定可変部１２に相当し、デューティ設定部１０ｄは、図１のデューティ設定部１３に相当し、搬送波生成部１０ｆ及び変調部１０ｇは、図１の変調部１４に相当する。
【００２０】
車載制御部１１は、周波数設定可変部１２（周波数設定部１０ｃと周波数可変部１０ｅ）やデューティ設定部１３（デューティ設定部１０ｄ）及び変調部１４（搬送波生成部１０ｆ及び変調部１０ｇ）を定期的に制御して携帯機２０に対する高周波の応答要求信号（ＩＤ番号を返送するための要求など）を生成し、その応答要求信号をアンテナ１５を経由して空間に放射（送信）するという処理（以下、送信処理という）を実行する。
【００２１】
なお、この車載制御部１１は、応答要求信号に応答して携帯機２０から返される応答信号を不図示の受信部で受信し、その応答信号に含まれるＩＤ、つまり、携帯機２０に固有の識別情報と、予めメモリ１０ｂに記憶している照合用ＩＤとの一致を判定し、一致の場合にドアの施解錠等の制御を実行するという処理も行うが、本件発明との直接の関連がないため、ここでの説明は省略する。
【００２２】
図４は、図３の具体的な構成の一例を示す図である。この図において、前記の送信処理を行うために、マイクロコンピュータ１０ａから周波数設定部１０ｃである第１のＤ／Ａコンバータに対して指令値が出力されている。周波数設定部１０ｃ（第１のＤ／Ａコンバータ）は、その指令値に基づいた電圧値を有した信号を周波数可変部１０ｅである電圧制御発振回路に出力する。周波数可変部１０ｅ（電圧制御発振回路）は、入力された電圧値に応じた周波数を有した信号を出力する。この信号は、たとえば、所定の周波数を有した鋸波である。
【００２３】
また、マイクロコンピュータ１０ａは、デューティ設定部１０ｄである第２のＤ／Ａコンバータに対して指令値を出力する。搬送波生成部１０ｆである電圧比較器は、周波数可変部１０ｅ（電圧制御発振回路）から入力された鋸波とデューティ設定部１０ｄ（第２のＤ／Ａコンバータ）から入力された信号の電圧値とを比較し、矩形波として出力する。デューティ設定部１０ｄ（第２のＤ／Ａコンバータ）からの信号の電圧値が変化することによって、矩形波のデューティ比が変化する。さらに、搬送波生成部１０ｆ（電圧比較器）から変調部１４（変調部１０ｇ）に対して応答要求信号のベースバンド信号Ｓ３が出力される。
【００２４】
変調部１４（変調部１０ｇ）は、搬送波信号Ｓ５をベースバンド信号Ｓ３でＡＳＫ変調（Amplitude
Shift Keying：振幅変調）し、その変調信号Ｓ６を応答要求信号としてアンテナ１５に出力する。
【００２５】
アンテナ１５の駆動部１６は、この変調信号Ｓ６で相補型のスイッチング要素１７を駆動し、スイッチング要素１７は、変調信号Ｓ６に含まれる搬送波のオン期間で一方のスイッチ素子１７ａをオン（他方のスイッチ素子１７ｂはオフ）にして空中線素子１８にバッテリ電位（＋Ｂ）を加え、変調信号Ｓ６に含まれる搬送波のオフ期間で他方のスイッチ素子１７ｂをオン（一方のスイッチ素子１７ａはオフ）にして空中線素子１８に接地電位を加える。空中線素子１８は、等価的に、抵抗成分Ｒと容量成分Ｃ及びリアクタンス成分Ｌの直列回路であるとみなすことができ、この直列回路を、変調信号Ｓ６に含まれる搬送波のオン期間で高電位（＋Ｂ）に充電し、変調信号Ｓ６に含まれる搬送波のオフ期間で接地電位に放電するという動作を繰り返すことにより、変調信号６に含まれる搬送波の電圧・電流の変化に対応した電界成分からなる応答要求信号Ｓ７を発生して周囲の空間に放射（送信）する。
【００２６】
携帯機２０のループアンテナ部２１は、この応答要求信号Ｓ７を受信し、所定の共振特性により、特定の周波数成分の信号（ここでは応答要求信号Ｓ７）のみを極めて効率的に受信する。ただし、この特性は中心周波数ｆ１±α〔Ｈｚ〕の幅を持っており、±αに相当する他の周波数成分の通過も許容するが、ここでは、説明の便宜上、応答要求信号Ｓ７の搬送波のうち周波数ｆ１成分だけの通過を許容するものとする。
【００２７】
増幅部２２は、ループアンテナ部２１が受信した特定の周波数成分の信号、つまり、応答要求信号Ｓ７を増幅し、検波部２２は、その応答要求信号Ｓ７を包括検波してベースバンドの応答要求信号（応答要求信号Ｓ３´）を再生する。波形整形部２４はベースバンドに戻された応答要求信号Ｓ３´の波形を整形して二値化信号Ｓ８に変換し、携帯機制御部２５は、二値化信号Ｓ８を受け取ると、不図示のメモリに格納されているＩＤを読み出し、このＩＤを含む応答信号を生成して不図示の送信部から送信する。
【００２８】
次に、本実施の形態の動作を説明する。
まず、デューティを変化させることによる送信出力の増減調整動作について説明する。
図５（ａ）は、デューティと送信出力との関係を表した表を示す図である。この図において、“Ｄｕｔｙ”は、車載制御部１１からデューティ設定部１３に対して出力されるデューティ可変信号Ｓ２の指令値を示している。冒頭で説明したとおり、デューティは「波形の１周期長に占めるオン期間の割合」であり、波形の１周期長をＡ、オン期間の割合をＢとしたとき、このデューティは「Ｂ／Ａ」で表される。たとえば、同図においては、１０個の指令値（“０．５０”、“０．４５”、“０．４０”、“０．３５”、“０．３０”、“０．２５”、“０．２０”、“０．１５”、“０．１０”、“０．０５”）が例示されており、これらの値は、Ａ＝１としたときのＢに相当する。
【００２９】
なお、“Ｄｕｔｙ”の右隣の“次数”は、周波数設定可変部１２で生成される搬送波信号Ｓ４の周波数が基本波（ｆ１）に対する高調波の次数であり、ここでは、「次数＝１」であるから、搬送波信号Ｓ４の周波数が基本波（ｆ１）を示している。例えば、基本波は１２５ＫＨｚである。
【００３０】
さて、“次数”の欄には、図面に正対して上から下に段階的に漸減変化する１０個の数値が記載されている。つまり、上から順に“０．６４”、“０．６２”、“０．５８”、“０．５１”、“０．４２”、“０．３２”、“０．２２”、“０．１３”、“０．０６”、“０．０２”という数値が記載されている。これらの数値は、送信出力の減少調整の割合を示す。たとえば、“０．６４”は、送信出力が０．６４倍になること（６４％に減少すること）を意味し、・・・・、“０．０２”は、送信出力が０．０２倍になること（２％に減少すること）を意味する。
【００３１】
したがって、この図によれば、次数＝１（基本波ｆ１）の搬送波信号Ｓ４のデューティを“０．５０”から“０．０５”までの間で任意に変化させることにより、送信出力を最大０．６４倍から最小０．０２倍まで段階的に調整することができることが認められる。冒頭で説明した従来技術の思想（３）は、この原理に基づくものである。
【００３２】
なお、図５（ａ）の例は、以下の演算によって得られたものである。
まず、矩形波等の歪波のフーリエ級数展開の一般式は、次のように示される。
【００３３】
【数１】
【００３４】
ただし、
【００３５】
【数２】
【００３６】
である。ここで、デューティをＰとおくと、波形の関数は周期Ｔより、
【００３７】
【数３】
【００３８】
と表される。これを一般式にあてはめて、定数（ａ０、ｂｎ、ａｎ）を求める。
【００３９】
【数４】
【００４０】
これにより、振幅を計算すると、
【００４１】
【数５】
【００４２】
が得られる。ここで、次数ｎ＝１としてデューティＰを変化させると、図５（ａ）のような振幅特性が得られ、結局、デューティにより送信出力が変化することが理論上確認できる。
【００４３】
しかしながら、本件発明者らの検討によると、デューティを小さくしていくと、ある段階で送信出力の減少効果が得られなくなることが判明した。その主な理由は、波形の１周期長に占めるオン期間の割合（Ｂ）が小さくなりすぎるために、回路要素（とりわけ、アンテナ１５のスイッチング要素１７）が応答しなくなるためと考えられる。図５（ａ）における限界線２６は、減少効果が得られなくなる点の境界を示しており、この例では、Ｄｕｔｙが“０．２０”以下になると、減少効果が得られなくなることを表している。
【００４４】
このように、デューティを変化させるのみでは送信出力の減少側の調整量に限界があるという不都合がある。そこで、本実施の形態では、周波数設定可変部１２で生成される搬送波信号Ｓ４の「高調波」に着目し、この高調波を利用することによって前記の不都合を解消し、以て、送信出力の減少側の調整量の拡大を図るようにしている。つまり、搬送波信号が矩形波などの歪波である場合には、搬送波信号は高調波成分を含んでいるため、この高調波を利用することとしたものである。
【００４５】
図５（ｂ）は、デューティを固定した場合において、搬送波信号Ｓ４の一次高調波（つまり基本波ｆ１）及びｎ次高調波の振幅変化を示す図である。この図では、たとえば、デューティを“０．５０”に固定している。次数＝１は基本波ｆ１、次数＝２、３、・・・・、１０は高調波次数である。次数＝１の基本波を第一高調波（ｆ１）、次数＝２の高調波を第二高調波（ｆ２）、次数＝３の高調波を第三高調波（ｆ３）、・・・・、次数＝１０の高調波を第十高調波（ｆ１０）という。なお、ここでは、基本波（第一高調波ｆ１）から第十高調波（ｆ１０）までを示しているが、これは一例である。必要に応じて高調波次数を増減してもよい。
【００４６】
この図から認められるように、デューティが“０．５０”の場合は、奇数次数（“１”、“３”、“５”、“７”、“９”）の送信出力が“０．６４”、“０．２１”、“０．１３”、“０．０９”、“０．０７”と段階的に漸減変化する。なお、この図では、奇数次数のみが漸減変化しているが、これは、デューティが“０．５０”になっているからである。後述するように、他のデューティにすれば、偶数次数でも同様の漸減変化傾向が得られる。
【００４７】
かかる高調波次数利用による送信出力の漸減変化は、「矩形波等の歪波の高調波の大きさは、次数＝１の基本波の大きさに対して各次数ごとに徐々に小さくなる」という原理を応用したものである。
【００４８】
デューティＰ＝０．５の矩形波の場合には、ｂ０＝０、ｂｎ＝０となるため、前式（１）は、
【００４９】
【数６】
【００５０】
のようになる。これに、前式（９）を用いて展開すると、
【００５１】
【数７】
【００５２】
となる。すなわち、理論的にはｎ次高調波の振幅は基本波の振幅の１/ｎとなる。
【００５３】
各次数の振幅をＤｎ（ｎは次数）としたとき、矩形波等の歪波の高調波の大きさはＤ１＞Ｄ２＞Ｄ３、・・・・、＞Ｄｎの関係がある。この関係を利用することによって、変調信号Ｓ６がアンテナ１５から送信される時の送信出力を変化させることができる。
【００５４】
たとえば、デューティＰ＝０．５０であって、搬送波信号Ｓ４の周波数を基本波の周波数である１２５ＫＨｚの１／ｎ倍（＝１２５×１／ｎ ＫＨｚ）とした場合、搬送波信号Ｓ４のｎ次高調波は１２５ＫＨｚ{＝１２５×（１／ｎ）×ｎ ＫＨｚ}となる。そして、ｎ次高調波の振幅は、上述したように、基本波に比べて１／ｎとなる。アンテナ１５は１２５ＫＨｚで共振するように設計されているため、搬送波信号Ｓ４の周波数（＝１２５×１／ｎ ＫＨｚ）ではなく、周波数が１２５ＫＨｚとなるｎ次高調波がアンテナ１５から送信されることになる。つまり、１２５×１／ｎ ＫＨｚである搬送波信号Ｓ４で構成された変調信号Ｓ６は、送信出力が１／ｎに減少した１２５ＫＨｚの搬送波をもつ信号としてアンテナ１５から送信される。
【００５５】
このように、ｎ次高調波が送信アンテナの共振周波数と同等になる周波数である搬送波を用いることによって、アンテナから送信される信号の送信出力を変化させることができる。アンテナの共振周波数を用いているので、各アンテナの周波数特性（たとえば、Ｑ値）にばらつきがあっても、比較的精度が高く送信出力を変化させることができる。また、クロックを分周することによって搬送波の周波数を変える方法の場合には、分周比を変えることによって基本波の１／ｎ倍の周波数を簡単にしかも精度良く得ることができる。
【００５６】
図６は、本実施の形態における送信出力漸減変化テーブルを示す図である。この図は、変調信号Ｓ６の搬送波信号Ｓ４のデューティと周波数を変化させた場合の送信出力の変化を表している。この図において、送信出力漸減変化テーブル２７は、ナンバー（Ｎｏ．）フィールド２７ａと、Ｄｕｔｙフィールド２７ｂと、次数フィールド２７ｃと、送信出力フィールド２７ｄとを含む。
【００５７】
ナンバー（Ｎｏ．）フィールド２７ａには、１〜１０までの識別番号が、また、Ｄｕｔｙフィールド２７ｂには“０．５０”〜“０．２５”までのデューティ指令値が、また、次数フィールド２７ｃには“１”〜“９”までの次数指令値が、さらに、送信出力フィールド２７ｄには“０．６４”〜“０．０７”までの送信出力減少目標値が格納されている。
【００５８】
この送信出力漸減変化テーブル２７は、車載機１０の車載制御部１１に予め格納されている。車載制御部１１は、この送信出力漸減変化テーブル２７を参照しながら、所要の送信出力減少目標となるように、適切なデューティ指令値や次数指令値を見つけ出し、それらの値に対応した周波数選択信号Ｓ１やデューティ可変信号Ｓ２を生成して、周波数設定可変部１２とデューティ設定部１３に出力する。
【００５９】
前記の図６において、Ｎｏ．＝１〜６には次数＝１が格納されており、且つ、デューティ＝“０．５０”〜“０．２５”が格納されている。つまり、搬送波信号Ｓ４を基本波ｆ１（次数＝１）にすると共に、その基本波ｆ１のままで、デューティを“０．５０”〜“０．２５”に変化するというデータが格納されている。一方、Ｎｏ．＝７〜１０には同一のデューティ（ここでは“０．５０”）と、次数＝３、５、７、９が格納されている。つまり、デューティを“０．５０”に固定したままで、搬送波信号Ｓ４の次数を“３”、“５”、“７”、“９”に変化するというデータが格納されている。
【００６０】
ここで、次数“５”に変化させるという意味は、搬送波信号Ｓ４の周波数の５次高調波が基本波ｆ１（例えば１２５ＫＨｚ）となるように周波数を変えることを意味している。つまり、次数“５”の場合には、搬送波信号Ｓ４の周波数を２５ＫＨｚ（＝１２５×１／５ＫＨｚ）とすることを意味している。
【００６１】
Ｎｏ．＝１〜６は冒頭の従来技術の（３）に相当するが、Ｎｏ．＝７〜１０は本実施の形態に特有のものである。
【００６２】
本実施の形態では、このＮｏ．＝７〜１０により、送信出力の減少側の調整量を拡大できるという特有の効果が得られる。これは、冒頭の従来技術の（３）と異なり、デューティを小さくしていない（たとえば、“０．５０”のままにしている。）ため、スイッチング要素１７の非応答問題が発生しないからである。
【００６３】
図７は、本実施の形態における送信出力変化の概念図である。この図に示すように、本実施の形態によれば、送信出力漸減変化テーブル２７のＮｏ．＝１〜１０までの間で、０．６４倍〜０．０７倍といった段階的な送信出力の減少効果が確実に得られると共に、特に、Ｎｏ．＝７〜１０においては、デューティを大きくしたまま（たとえば、“０．５０”固定）、高調波次数の利用によって送信出力を減少させているので、前記の不都合（スイッチング要素１７の非応答問題）が発生せず、それゆえ、送信出力の減少側の調整量を安定的に拡大することができるという特有の効果が得られるのである。
【００６４】
なお、以上の説明では、高調波の“奇数次数”（３，５，７，９）を利用しているが、これに限定されない。これは、既述のとおりデューティを“０．５０”に固定したからであり、他のデューティに固定するのであれば、高調波の“偶数次数”（２，４，６，８，１０）を利用することも可能である。
【００６５】
図８は、各デューティと高調波次数との組み合わせ図である。この図において、デューティ値（“０．５０”〜“０．０５”）と高調波次数値（１〜１０）との交点に格納された値は、送信出力の減少倍率である。この図から理解されるように、たとえば、デューティ＝“０．５０”では、基本波を含む奇数次数（１，３，５，７，９）の送信出力の減少倍率が有意値、すなわち、“０．００”を超える値となっている。このため、デューティ＝“０．５０”では、基本波を含む奇数次数（１，３，５，７，９）を利用せざるを得ないが、他のデューティを参照すると、たとえば、デューティ＝“０．３５”や“０．０５”では、減少倍率＝“０．００”が一つもないので、奇遇全ての次数を使用することができる。あるいは、デューティ＝“０．４５”、“０．４０”、“０．３０”、“０．２０”、“０．１５”、“０．１０”では、減少倍率＝“０．００”が一つしかないので、それ以外の奇遇全ての次数を使用することができる。また、デューティ＝“０．２５”では、減少倍率＝“０．００”が二つしかないので、それ以外の奇遇全ての次数を使用することができる。このように、デューティの選択によっては、奇遇全ての次数を使用することもできる。
【図面の簡単な説明】
【００６６】
【図１】本実施の形態におけるシステム構成図である。
【図２】車載制御部１１を含む車載機１０をプログラム制御方式の制御要素で構成した場合の概念図である。
【図３】車載機１０の一部の機能を個別のハードウェアで実現した実施態様の構成図である。
【図４】図３の具体的な構成の一例を示す図である。
【図５】（ａ）はデューティと送信出力との関係を表す図、（ｂ）はデューティ固定で高調波次数を変化させたときの送信出力変化を示す図である。
【図６】本実施の形態における送信出力漸減変化テーブルを示す図である。
【図７】本実施の形態における送信出力変化の概念図である。
【図８】各デューティと高調波次数との組み合わせ図である。
【符号の説明】
【００６７】
１０ 車載機（無線送信装置）
１１ 車載制御部（周波数変更手段、デューティ設定手段）
１５ アンテナ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線送信装置に関し、詳しくは、送信出力の増減調整を必要とする無線送信装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的に無線送信装置（以下、単に送信装置という。）は、通信分野はもちろん、様々な分野で用いられているが、たとえば、通信エリアを限定したりするために、送信出力を増減調整できるようにしたものがある。そのような送信装置の一例として、自動車等車両（以下、単に車両という。）の、いわゆるパッシブエントリシステムやタイヤ空気圧モニタリングシステムなどがある。
【０００３】
パッシブエントリシステムは車載機と携帯機とにより構成され、また、タイヤ空気圧モニタリングシステムは車載機とセンサユニットとにより構成される。パッシブエントリシステムにあっては車載機から携帯機に対して応答要求信号（携帯機をウェークアップさせるための信号やＩＤ番号の返送を要求する信号など）を送信し、同様に、タイヤ空気圧モニタリングシステムにあっては車載機からセンサユニットに対して応答要求信号を送信する。そして、いずれのシステムも、携帯機やセンサユニットからの応答信号を車載機で受信し、その応答信号に基づく所要の動作、すなわち、パッシブエントリシステムにあってはドア施解錠等、タイヤ空気圧モニタリングシステムにあっては空気圧の過不足判定及びその警告等の動作を実行する。
【０００４】
これらのシステムの車載機は、送信出力を増減調整することが可能な「送信装置」である。送信出力の増減調整を必要とする理由は、以下のとおりである。まず、パッシブエントリシステムの場合、携帯機が車内に存在するのか車外に存在するのかを把握する必要があるからであり、位置が分からなければ携帯機の閉じ込み（車内への置き忘れ）状態でドアを施錠してしまうおそれがあるからである。また、タイヤ空気圧モニタリングシステムの場合、各タイヤに装着されたセンサユニットとの間で個別の通信を行う必要があるからであり、過大な送信出力は他のセンサユニットとの間でも通信が行われてしまい不都合を生じるし、また、過小な送信出力は意図したセンサユニットとの間で正常な通信を行うことができなくなるからである。そのため、送信出力は車種毎に最適化する必要があるが、車両形状等が変わると最適な送信出力も変わってしまうためである。
【０００５】
また、タイヤ空気圧モニタリングシステムの場合は、位置の把握とは異なるものの、対応するセンサユニットとの間でのみ通信を行うために、同様の送信出力調整を必要とする。たとえば、４輪自動車を想定すると、左右前輪と左右後輪の４本のタイヤにそれぞれセンサユニットが取り付けられると共に、スペアタイヤにもセンサユニットが取り付けられる。そして、左右前輪のタイヤハウスと左右後輪のタイヤハウス及びスペアタイヤの格納部（例：トランク内）に設けられた個別のアンテナを順番に駆動しながら車載機からの応答要求信号を送信する。今、左前輪のタイヤハウスに取り付けられたアンテナから過不足のない適切な大きさの送信出力で応答要求信号を送信したとすると、この場合、左前輪のセンサユニットのみが安定して応答信号を返すはずである。しかし、送信出力が過大な場合は他のタイヤ（たとえば、右前輪）のセンサユニットが応答したり、あるいは、送信出力が過小な場合は意図したタイヤ（この例の場合は左前輪）のセンサユニットが応答しないことがある。このため、実際には、送信出力を増減調整しながら試行錯誤でテストを繰り返し、過不足のない適切な大きさの送信出力を探し出すことになる。かかるテストは、車両の種類ごとに行う必要がある。タイヤの大きさやタイヤハウス等の形状が車種ごとに異なるからである。
【０００６】
さて、送信出力の増減調整に関する従来技術としては、たとえば、下記の特許文献１に記載のものが知られている。この従来技術では、要するに、（１）送信部の電源電圧を変更する、（２）送信周波数を変更する、（３）送信信号の矩形状波形のデューティ（波形の１周期長に占めるオン期間の割合）を変更する、という方法を単独で用い、または組み合わせて用いることによって送信出力の増減調整を行うとしている。
【０００７】
上記の（１）は、送信信号の振幅を変更することによって送信出力の増減調整を行うというものであり、また、上記の（２）は、車両に設けられた送信機の送信アンテナおよび受信機（前記の例では携帯機またはセンサユニット）のアンテナの周波数特性を利用して送信出力の増減調整を行うというものであり、さらに、上記の（３）は、波形の１周期長に占めるオン期間の割合に応じて送信出力の増減調整を行うというものである。
【０００８】
【特許文献１】特開２００６−１７４１５４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、前記の従来技術にあっては、以下の不都合がある。
上記（２）の方法においては、受信感度は受信アンテナの周波数特性に依存している。Ｑ値の高いアンテナでは、周波数が少し変化するだけで感度が大きく変化してしまう。そのため、感度の調整は規定周波数（一般的には１２５ＫＨｚ）を中心として、受信感度が大きく変化しない範囲でしか精度良く制御を行うのは困難である。さらに、製品ごとにアンテナの周波数特性がばらついた場合には、感度の調整がより難しくなる。
【００１０】
そこで本発明は、前記（２）とは異なる方法を用いて、受信機の受信強度を変化させる無線送信装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
請求項１記載の発明は、所定周波数の搬送波を任意の情報で変調し、その変調信号をアンテナから送信する無線送信装置において、前記アンテナは所定の共振周波数ｆ１を有し、前記搬送波の周波数を変化させる周波数変更手段を備え、前記周波数変更手段は前記搬送波の周波数を前記共振周波数ｆ１またはｆ１×１／ｎ（ｎは２以上の任意の整数）に変化させることによって送信出力を変化させることを特徴とする無線送信装置である。
請求項２記載の発明は、さらに、前記搬送波が所定の周期でオン期間とオフ期間を繰り返す矩形状波形である場合に、当該波形の１周期中のオン期間またはオフ期間の割合（デューティ）を設定するデューティ設定手段を備え、前記周波数変更手段は、このデューティ設定手段によって所定のデューティが設定されているときに、前記の送信出力の変化操作を行うことを特徴とする請求項１記載の無線送信装置である。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、搬送波の周波数を送信アンテナの共振周波数の高調波を利用して送信出力の変更を行うので、簡便に送信出力を大きく変更することができる無線送信装置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】
【００１３】
以下、本発明の実施の形態を、車両のパッシブエントリシステムへの適用を例にして図面を参照しながら説明する。
【００１４】
まず、構成を説明する。
図１は、本実施の形態におけるシステム構成図である。この図において、「送信装置」として機能する車載機１０は、車載制御部１１と、周波数設定可変部１２と、デューティ設定部１３と、変調部１４とを含み、この車載機１０に接続されるアンテナ１５は、駆動部１６と、スイッチング要素１７と、空中線素子部１８とを含む。また、携帯機２０は、ループアンテナ部２１と、増幅部２２と、検波部２３と、波形整形部２４と、携帯機制御部２５とを含む。
【００１５】
ここで、車載制御部１１を含む車載機１０は、プログラム制御方式の制御要素、すなわち、マイクロコンピュータと不揮発性メモリーを含む回路で構成されるが、これに限らず、たとえば、マイクロコンピュータが実行する機能の全てあるいは一部を個別のハードウェアを用いて実現してもよく、要するに、当該機能の実現態様については特に限定しない。
【００１６】
図２は、車載制御部１１を含む車載機１０をプログラム制御方式の制御要素で構成した場合の概念図である。この図において、車載制御部１１として機能するマイクロコンピュータ１０ａは、メモリ１０ｂに予め格納されている制御プログラムを実行して、搬送波を所定のデータで変調を行った送信信号を生成し、駆動部１６に出力する。駆動部１６は、この送信信号でスイッチング要素１７を駆動し、これにより、空中線素子１８から前記送信信号が無線送信される。
【００１７】
マイクロコンピュータ１０ａは、自身のクロックを分周することにより、たとえば、２５０ＫＨｚでオン・オフを繰返す信号を生成して、その信号を外部に出力することによって、デューティ比５０％で１２５ＫＨｚの搬送波を生成することができる。さらに、マイクロコンピュータ１０ａは所定のデータに基づいて、たとえば、データ＝１の時には搬送波を出力し、逆に、データ＝０の時には搬送波の出力を停止することにより、搬送波を所定のデータにて変調することができる。この搬送波の周波数を変える場合には、クロックの分周比を変えることによって実現できる。同様にデューティ比を変える場合にも、クロックの分周比を変えることによって実現できる。
【００１８】
図３は、車載機１０の一部の機能を個別のハードウェアで実現した実施態様の構成図である。この図において、車載機１０は、前記のマイクロコンピュータ１０ａとメモリ１０ｂを含むほか、さらに、周波数設定部１０ｃ、デューティ設定部１０ｄ、周波数可変部１０ｅ、搬送波生成部１０ｆ及び変調部１０ｇを含む。
【００１９】
周波数設定部１０ｃと周波数可変部１０ｅは、図１の周波数設定可変部１２に相当し、デューティ設定部１０ｄは、図１のデューティ設定部１３に相当し、搬送波生成部１０ｆ及び変調部１０ｇは、図１の変調部１４に相当する。
【００２０】
車載制御部１１は、周波数設定可変部１２（周波数設定部１０ｃと周波数可変部１０ｅ）やデューティ設定部１３（デューティ設定部１０ｄ）及び変調部１４（搬送波生成部１０ｆ及び変調部１０ｇ）を定期的に制御して携帯機２０に対する高周波の応答要求信号（ＩＤ番号を返送するための要求など）を生成し、その応答要求信号をアンテナ１５を経由して空間に放射（送信）するという処理（以下、送信処理という）を実行する。
【００２１】
なお、この車載制御部１１は、応答要求信号に応答して携帯機２０から返される応答信号を不図示の受信部で受信し、その応答信号に含まれるＩＤ、つまり、携帯機２０に固有の識別情報と、予めメモリ１０ｂに記憶している照合用ＩＤとの一致を判定し、一致の場合にドアの施解錠等の制御を実行するという処理も行うが、本件発明との直接の関連がないため、ここでの説明は省略する。
【００２２】
図４は、図３の具体的な構成の一例を示す図である。この図において、前記の送信処理を行うために、マイクロコンピュータ１０ａから周波数設定部１０ｃである第１のＤ／Ａコンバータに対して指令値が出力されている。周波数設定部１０ｃ（第１のＤ／Ａコンバータ）は、その指令値に基づいた電圧値を有した信号を周波数可変部１０ｅである電圧制御発振回路に出力する。周波数可変部１０ｅ（電圧制御発振回路）は、入力された電圧値に応じた周波数を有した信号を出力する。この信号は、たとえば、所定の周波数を有した鋸波である。
【００２３】
また、マイクロコンピュータ１０ａは、デューティ設定部１０ｄである第２のＤ／Ａコンバータに対して指令値を出力する。搬送波生成部１０ｆである電圧比較器は、周波数可変部１０ｅ（電圧制御発振回路）から入力された鋸波とデューティ設定部１０ｄ（第２のＤ／Ａコンバータ）から入力された信号の電圧値とを比較し、矩形波として出力する。デューティ設定部１０ｄ（第２のＤ／Ａコンバータ）からの信号の電圧値が変化することによって、矩形波のデューティ比が変化する。さらに、搬送波生成部１０ｆ（電圧比較器）から変調部１４（変調部１０ｇ）に対して応答要求信号のベースバンド信号Ｓ３が出力される。
【００２４】
変調部１４（変調部１０ｇ）は、搬送波信号Ｓ５をベースバンド信号Ｓ３でＡＳＫ変調（Amplitude
Shift Keying：振幅変調）し、その変調信号Ｓ６を応答要求信号としてアンテナ１５に出力する。
【００２５】
アンテナ１５の駆動部１６は、この変調信号Ｓ６で相補型のスイッチング要素１７を駆動し、スイッチング要素１７は、変調信号Ｓ６に含まれる搬送波のオン期間で一方のスイッチ素子１７ａをオン（他方のスイッチ素子１７ｂはオフ）にして空中線素子１８にバッテリ電位（＋Ｂ）を加え、変調信号Ｓ６に含まれる搬送波のオフ期間で他方のスイッチ素子１７ｂをオン（一方のスイッチ素子１７ａはオフ）にして空中線素子１８に接地電位を加える。空中線素子１８は、等価的に、抵抗成分Ｒと容量成分Ｃ及びリアクタンス成分Ｌの直列回路であるとみなすことができ、この直列回路を、変調信号Ｓ６に含まれる搬送波のオン期間で高電位（＋Ｂ）に充電し、変調信号Ｓ６に含まれる搬送波のオフ期間で接地電位に放電するという動作を繰り返すことにより、変調信号６に含まれる搬送波の電圧・電流の変化に対応した電界成分からなる応答要求信号Ｓ７を発生して周囲の空間に放射（送信）する。
【００２６】
携帯機２０のループアンテナ部２１は、この応答要求信号Ｓ７を受信し、所定の共振特性により、特定の周波数成分の信号（ここでは応答要求信号Ｓ７）のみを極めて効率的に受信する。ただし、この特性は中心周波数ｆ１±α〔Ｈｚ〕の幅を持っており、±αに相当する他の周波数成分の通過も許容するが、ここでは、説明の便宜上、応答要求信号Ｓ７の搬送波のうち周波数ｆ１成分だけの通過を許容するものとする。
【００２７】
増幅部２２は、ループアンテナ部２１が受信した特定の周波数成分の信号、つまり、応答要求信号Ｓ７を増幅し、検波部２２は、その応答要求信号Ｓ７を包括検波してベースバンドの応答要求信号（応答要求信号Ｓ３´）を再生する。波形整形部２４はベースバンドに戻された応答要求信号Ｓ３´の波形を整形して二値化信号Ｓ８に変換し、携帯機制御部２５は、二値化信号Ｓ８を受け取ると、不図示のメモリに格納されているＩＤを読み出し、このＩＤを含む応答信号を生成して不図示の送信部から送信する。
【００２８】
次に、本実施の形態の動作を説明する。
まず、デューティを変化させることによる送信出力の増減調整動作について説明する。
図５（ａ）は、デューティと送信出力との関係を表した表を示す図である。この図において、“Ｄｕｔｙ”は、車載制御部１１からデューティ設定部１３に対して出力されるデューティ可変信号Ｓ２の指令値を示している。冒頭で説明したとおり、デューティは「波形の１周期長に占めるオン期間の割合」であり、波形の１周期長をＡ、オン期間の割合をＢとしたとき、このデューティは「Ｂ／Ａ」で表される。たとえば、同図においては、１０個の指令値（“０．５０”、“０．４５”、“０．４０”、“０．３５”、“０．３０”、“０．２５”、“０．２０”、“０．１５”、“０．１０”、“０．０５”）が例示されており、これらの値は、Ａ＝１としたときのＢに相当する。
【００２９】
なお、“Ｄｕｔｙ”の右隣の“次数”は、周波数設定可変部１２で生成される搬送波信号Ｓ４の周波数が基本波（ｆ１）に対する高調波の次数であり、ここでは、「次数＝１」であるから、搬送波信号Ｓ４の周波数が基本波（ｆ１）を示している。例えば、基本波は１２５ＫＨｚである。
【００３０】
さて、“次数”の欄には、図面に正対して上から下に段階的に漸減変化する１０個の数値が記載されている。つまり、上から順に“０．６４”、“０．６２”、“０．５８”、“０．５１”、“０．４２”、“０．３２”、“０．２２”、“０．１３”、“０．０６”、“０．０２”という数値が記載されている。これらの数値は、送信出力の減少調整の割合を示す。たとえば、“０．６４”は、送信出力が０．６４倍になること（６４％に減少すること）を意味し、・・・・、“０．０２”は、送信出力が０．０２倍になること（２％に減少すること）を意味する。
【００３１】
したがって、この図によれば、次数＝１（基本波ｆ１）の搬送波信号Ｓ４のデューティを“０．５０”から“０．０５”までの間で任意に変化させることにより、送信出力を最大０．６４倍から最小０．０２倍まで段階的に調整することができることが認められる。冒頭で説明した従来技術の思想（３）は、この原理に基づくものである。
【００３２】
なお、図５（ａ）の例は、以下の演算によって得られたものである。
まず、矩形波等の歪波のフーリエ級数展開の一般式は、次のように示される。
【００３３】
【数１】
【００３４】
ただし、
【００３５】
【数２】
【００３６】
である。ここで、デューティをＰとおくと、波形の関数は周期Ｔより、
【００３７】
【数３】
【００３８】
と表される。これを一般式にあてはめて、定数（ａ０、ｂｎ、ａｎ）を求める。
【００３９】
【数４】
【００４０】
これにより、振幅を計算すると、
【００４１】
【数５】
【００４２】
が得られる。ここで、次数ｎ＝１としてデューティＰを変化させると、図５（ａ）のような振幅特性が得られ、結局、デューティにより送信出力が変化することが理論上確認できる。
【００４３】
しかしながら、本件発明者らの検討によると、デューティを小さくしていくと、ある段階で送信出力の減少効果が得られなくなることが判明した。その主な理由は、波形の１周期長に占めるオン期間の割合（Ｂ）が小さくなりすぎるために、回路要素（とりわけ、アンテナ１５のスイッチング要素１７）が応答しなくなるためと考えられる。図５（ａ）における限界線２６は、減少効果が得られなくなる点の境界を示しており、この例では、Ｄｕｔｙが“０．２０”以下になると、減少効果が得られなくなることを表している。
【００４４】
このように、デューティを変化させるのみでは送信出力の減少側の調整量に限界があるという不都合がある。そこで、本実施の形態では、周波数設定可変部１２で生成される搬送波信号Ｓ４の「高調波」に着目し、この高調波を利用することによって前記の不都合を解消し、以て、送信出力の減少側の調整量の拡大を図るようにしている。つまり、搬送波信号が矩形波などの歪波である場合には、搬送波信号は高調波成分を含んでいるため、この高調波を利用することとしたものである。
【００４５】
図５（ｂ）は、デューティを固定した場合において、搬送波信号Ｓ４の一次高調波（つまり基本波ｆ１）及びｎ次高調波の振幅変化を示す図である。この図では、たとえば、デューティを“０．５０”に固定している。次数＝１は基本波ｆ１、次数＝２、３、・・・・、１０は高調波次数である。次数＝１の基本波を第一高調波（ｆ１）、次数＝２の高調波を第二高調波（ｆ２）、次数＝３の高調波を第三高調波（ｆ３）、・・・・、次数＝１０の高調波を第十高調波（ｆ１０）という。なお、ここでは、基本波（第一高調波ｆ１）から第十高調波（ｆ１０）までを示しているが、これは一例である。必要に応じて高調波次数を増減してもよい。
【００４６】
この図から認められるように、デューティが“０．５０”の場合は、奇数次数（“１”、“３”、“５”、“７”、“９”）の送信出力が“０．６４”、“０．２１”、“０．１３”、“０．０９”、“０．０７”と段階的に漸減変化する。なお、この図では、奇数次数のみが漸減変化しているが、これは、デューティが“０．５０”になっているからである。後述するように、他のデューティにすれば、偶数次数でも同様の漸減変化傾向が得られる。
【００４７】
かかる高調波次数利用による送信出力の漸減変化は、「矩形波等の歪波の高調波の大きさは、次数＝１の基本波の大きさに対して各次数ごとに徐々に小さくなる」という原理を応用したものである。
【００４８】
デューティＰ＝０．５の矩形波の場合には、ｂ０＝０、ｂｎ＝０となるため、前式（１）は、
【００４９】
【数６】
【００５０】
のようになる。これに、前式（９）を用いて展開すると、
【００５１】
【数７】
【００５２】
となる。すなわち、理論的にはｎ次高調波の振幅は基本波の振幅の１/ｎとなる。
【００５３】
各次数の振幅をＤｎ（ｎは次数）としたとき、矩形波等の歪波の高調波の大きさはＤ１＞Ｄ２＞Ｄ３、・・・・、＞Ｄｎの関係がある。この関係を利用することによって、変調信号Ｓ６がアンテナ１５から送信される時の送信出力を変化させることができる。
【００５４】
たとえば、デューティＰ＝０．５０であって、搬送波信号Ｓ４の周波数を基本波の周波数である１２５ＫＨｚの１／ｎ倍（＝１２５×１／ｎ ＫＨｚ）とした場合、搬送波信号Ｓ４のｎ次高調波は１２５ＫＨｚ{＝１２５×（１／ｎ）×ｎ ＫＨｚ}となる。そして、ｎ次高調波の振幅は、上述したように、基本波に比べて１／ｎとなる。アンテナ１５は１２５ＫＨｚで共振するように設計されているため、搬送波信号Ｓ４の周波数（＝１２５×１／ｎ ＫＨｚ）ではなく、周波数が１２５ＫＨｚとなるｎ次高調波がアンテナ１５から送信されることになる。つまり、１２５×１／ｎ ＫＨｚである搬送波信号Ｓ４で構成された変調信号Ｓ６は、送信出力が１／ｎに減少した１２５ＫＨｚの搬送波をもつ信号としてアンテナ１５から送信される。
【００５５】
このように、ｎ次高調波が送信アンテナの共振周波数と同等になる周波数である搬送波を用いることによって、アンテナから送信される信号の送信出力を変化させることができる。アンテナの共振周波数を用いているので、各アンテナの周波数特性（たとえば、Ｑ値）にばらつきがあっても、比較的精度が高く送信出力を変化させることができる。また、クロックを分周することによって搬送波の周波数を変える方法の場合には、分周比を変えることによって基本波の１／ｎ倍の周波数を簡単にしかも精度良く得ることができる。
【００５６】
図６は、本実施の形態における送信出力漸減変化テーブルを示す図である。この図は、変調信号Ｓ６の搬送波信号Ｓ４のデューティと周波数を変化させた場合の送信出力の変化を表している。この図において、送信出力漸減変化テーブル２７は、ナンバー（Ｎｏ．）フィールド２７ａと、Ｄｕｔｙフィールド２７ｂと、次数フィールド２７ｃと、送信出力フィールド２７ｄとを含む。
【００５７】
ナンバー（Ｎｏ．）フィールド２７ａには、１〜１０までの識別番号が、また、Ｄｕｔｙフィールド２７ｂには“０．５０”〜“０．２５”までのデューティ指令値が、また、次数フィールド２７ｃには“１”〜“９”までの次数指令値が、さらに、送信出力フィールド２７ｄには“０．６４”〜“０．０７”までの送信出力減少目標値が格納されている。
【００５８】
この送信出力漸減変化テーブル２７は、車載機１０の車載制御部１１に予め格納されている。車載制御部１１は、この送信出力漸減変化テーブル２７を参照しながら、所要の送信出力減少目標となるように、適切なデューティ指令値や次数指令値を見つけ出し、それらの値に対応した周波数選択信号Ｓ１やデューティ可変信号Ｓ２を生成して、周波数設定可変部１２とデューティ設定部１３に出力する。
【００５９】
前記の図６において、Ｎｏ．＝１〜６には次数＝１が格納されており、且つ、デューティ＝“０．５０”〜“０．２５”が格納されている。つまり、搬送波信号Ｓ４を基本波ｆ１（次数＝１）にすると共に、その基本波ｆ１のままで、デューティを“０．５０”〜“０．２５”に変化するというデータが格納されている。一方、Ｎｏ．＝７〜１０には同一のデューティ（ここでは“０．５０”）と、次数＝３、５、７、９が格納されている。つまり、デューティを“０．５０”に固定したままで、搬送波信号Ｓ４の次数を“３”、“５”、“７”、“９”に変化するというデータが格納されている。
【００６０】
ここで、次数“５”に変化させるという意味は、搬送波信号Ｓ４の周波数の５次高調波が基本波ｆ１（例えば１２５ＫＨｚ）となるように周波数を変えることを意味している。つまり、次数“５”の場合には、搬送波信号Ｓ４の周波数を２５ＫＨｚ（＝１２５×１／５ＫＨｚ）とすることを意味している。
【００６１】
Ｎｏ．＝１〜６は冒頭の従来技術の（３）に相当するが、Ｎｏ．＝７〜１０は本実施の形態に特有のものである。
【００６２】
本実施の形態では、このＮｏ．＝７〜１０により、送信出力の減少側の調整量を拡大できるという特有の効果が得られる。これは、冒頭の従来技術の（３）と異なり、デューティを小さくしていない（たとえば、“０．５０”のままにしている。）ため、スイッチング要素１７の非応答問題が発生しないからである。
【００６３】
図７は、本実施の形態における送信出力変化の概念図である。この図に示すように、本実施の形態によれば、送信出力漸減変化テーブル２７のＮｏ．＝１〜１０までの間で、０．６４倍〜０．０７倍といった段階的な送信出力の減少効果が確実に得られると共に、特に、Ｎｏ．＝７〜１０においては、デューティを大きくしたまま（たとえば、“０．５０”固定）、高調波次数の利用によって送信出力を減少させているので、前記の不都合（スイッチング要素１７の非応答問題）が発生せず、それゆえ、送信出力の減少側の調整量を安定的に拡大することができるという特有の効果が得られるのである。
【００６４】
なお、以上の説明では、高調波の“奇数次数”（３，５，７，９）を利用しているが、これに限定されない。これは、既述のとおりデューティを“０．５０”に固定したからであり、他のデューティに固定するのであれば、高調波の“偶数次数”（２，４，６，８，１０）を利用することも可能である。
【００６５】
図８は、各デューティと高調波次数との組み合わせ図である。この図において、デューティ値（“０．５０”〜“０．０５”）と高調波次数値（１〜１０）との交点に格納された値は、送信出力の減少倍率である。この図から理解されるように、たとえば、デューティ＝“０．５０”では、基本波を含む奇数次数（１，３，５，７，９）の送信出力の減少倍率が有意値、すなわち、“０．００”を超える値となっている。このため、デューティ＝“０．５０”では、基本波を含む奇数次数（１，３，５，７，９）を利用せざるを得ないが、他のデューティを参照すると、たとえば、デューティ＝“０．３５”や“０．０５”では、減少倍率＝“０．００”が一つもないので、奇遇全ての次数を使用することができる。あるいは、デューティ＝“０．４５”、“０．４０”、“０．３０”、“０．２０”、“０．１５”、“０．１０”では、減少倍率＝“０．００”が一つしかないので、それ以外の奇遇全ての次数を使用することができる。また、デューティ＝“０．２５”では、減少倍率＝“０．００”が二つしかないので、それ以外の奇遇全ての次数を使用することができる。このように、デューティの選択によっては、奇遇全ての次数を使用することもできる。
【図面の簡単な説明】
【００６６】
【図１】本実施の形態におけるシステム構成図である。
【図２】車載制御部１１を含む車載機１０をプログラム制御方式の制御要素で構成した場合の概念図である。
【図３】車載機１０の一部の機能を個別のハードウェアで実現した実施態様の構成図である。
【図４】図３の具体的な構成の一例を示す図である。
【図５】（ａ）はデューティと送信出力との関係を表す図、（ｂ）はデューティ固定で高調波次数を変化させたときの送信出力変化を示す図である。
【図６】本実施の形態における送信出力漸減変化テーブルを示す図である。
【図７】本実施の形態における送信出力変化の概念図である。
【図８】各デューティと高調波次数との組み合わせ図である。
【符号の説明】
【００６７】
１０ 車載機（無線送信装置）
１１ 車載制御部（周波数変更手段、デューティ設定手段）
１５ アンテナ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定周波数の搬送波を任意の情報で変調し、その変調信号をアンテナから送信する無線送信装置において、
前記アンテナは所定の共振周波数ｆ１を有し、
前記搬送波の周波数を変化させる周波数変更手段を備え、
前記周波数変更手段は前記搬送波の周波数を前記共振周波数ｆ１またはｆ１×１／ｎ（ｎは２以上の任意の整数）に変化させる
ことによって送信出力を変化させることを特徴とする無線送信装置。
【請求項２】
さらに、前記搬送波が所定の周期でオン期間とオフ期間を繰り返す矩形状波形である場合に、当該波形の１周期中のオン期間またはオフ期間の割合（デューティ）を設定するデューティ設定手段を備え、
前記周波数変更手段は、このデューティ設定手段によって所定のデューティが設定されているときに、前記の送信出力の変化操作を行うことを特徴とする請求項１記載の無線送信装置。
【請求項１】
所定周波数の搬送波を任意の情報で変調し、その変調信号をアンテナから送信する無線送信装置において、
前記アンテナは所定の共振周波数ｆ１を有し、
前記搬送波の周波数を変化させる周波数変更手段を備え、
前記周波数変更手段は前記搬送波の周波数を前記共振周波数ｆ１またはｆ１×１／ｎ（ｎは２以上の任意の整数）に変化させる
ことによって送信出力を変化させることを特徴とする無線送信装置。
【請求項２】
さらに、前記搬送波が所定の周期でオン期間とオフ期間を繰り返す矩形状波形である場合に、当該波形の１周期中のオン期間またはオフ期間の割合（デューティ）を設定するデューティ設定手段を備え、
前記周波数変更手段は、このデューティ設定手段によって所定のデューティが設定されているときに、前記の送信出力の変化操作を行うことを特徴とする請求項１記載の無線送信装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２００９−３０２９１１（Ｐ２００９−３０２９１１Ａ）
【公開日】平成２１年１２月２４日（２００９．１２．２４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−１５５１９９（Ｐ２００８−１５５１９９）
【出願日】平成２０年６月１３日（２００８．６．１３）
【出願人】（０００００２９４５）オムロン株式会社 (3,542)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年１２月２４日（２００９．１２．２４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年６月１３日（２００８．６．１３）
【出願人】（０００００２９４５）オムロン株式会社 (3,542)
【Ｆターム（参考）】
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