JPH04368022A - 空中線整合回路およびこれを用いた空中線整合方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は主として短波帯の無線機
の送信回路または送信機と空中線との間に介装される空
中線整合回路およびこれを用いた空中線整合方法に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】一般に短波通信等で使用される線状空中
線は、発射周波数によってインピーダンスが変化する。 このような空中線を用い、かつ周波数を切替えて送信を
行なうことを可能にするために、空中線インピーダンス
を送信機の出力インピーダンスに整合させる空中線整合
回路が用いられている。

【０００３】図３は従来の空中線整合回路の構成の一例
を示すブロック図である。図３において、１は出力イン
ピーダンスをＲΩとする短波帯無線送信機、２は無線送
信機１と送信アンテナ３との間に設けられる整合器で、
この整合器２は、整合回路４と、負荷検出器５と、制御
回路６とを備えている。負荷検出器５は整合回路４およ
び送信アンテナ３による負荷側のインピーダンスを検出
するために設けられるもので、無線送信機１の出力イン
ピーダンスＲΩに負荷側のインピーダンスが一致したと
き、制御回路６に出力する誤差電圧をゼロとして整合が
とれていることを通知し、また一致していない場合は正
または負の誤差電圧を制御回路６に出力して、不整合の
状態を示すように構成されている。制御回路６は、負荷
検出器５から出力される誤差電圧にもとづいて、整合回
路４内の可変素子の値を変化させる信号を誤差電圧がゼ
ロになるまで出力する機能を有する。

【０００４】次にこの空中線整合回路を用いた空中線整
合方法について説明する。まず、周波数切替時、送信機
１から周波数切替信号が制御回路６に出力されると、制
御回路６は整合回路４内の可変回路素子の各可変動作範
囲の一端位置に移動させる。この動作は、周波数設定時
と共通する動作であり、負荷検出器５からの誤差信号を
モニターしながら、上記可変動作範囲の一端位置から他
端位置へ向って一方向に徐々に移動させる。そして負荷
検出器５により検出された負荷インピーダンスが送信機
１の出力インピーダンスに一致した位置で整合回路４内
の可変回路素子の動作を停止させ、整合動作を完了する
。

【０００５】整合回路４の一例構成が図４に示されてお
り、７は可変コンデンサ、８は可変コイル、９は固定コ
ンデンサ、１０は固定コイル、１１は制御回路６からの
制御信号にもとづいて可変コンデンサ７および可変コイ
ル８の可変手段を移動させるための駆動回路である。上
記可変コンデンサ７、可変コイル８の値の可変範囲およ
び固定コンデンサ９、固定コイル１０の定数は、使用す
るアンテナ３のインピーダンス特性に合わせて決定して
いる。

【０００６】

【発明により解決しようとする課題】しかしながら、上
述のような従来の空中線整合方法は、負荷検出器５から
出力される誤差信号をモニターしながら、整合回路４内
の可変回路素子の可変手段を整合位置に徐々に移動させ
るため、整合をとるのに長い時間を要する欠点があり、
また２種類以上のアンテナを使用する回路構成では、そ
のインピーダンス特性によって整合がとれない場合も生
じる。

【０００７】ところで、２種類以上のアンテナを使用す
る場合は、整合回路内の回路を図５に示すように、切替
え可能に構成することにより、整合をとることも従来か
ら行なわれている。すなわち、図５の整合回路４′にお
いては、回路構成を切替えるための切替器１２と、この
切替器１２を制御する制御手段１３を備えている。図６
は切替後の回路構成の一例を示す。このような整合回路
４′を用いれば、複数のアンテナとの整合をとることが
可能になるが、この整合回路４′を使用するとき、どの
ようなインピーダンス特性を有するアンテナが接続され
ているかが不明であるため、整合回路を瞬時に選択する
ことは不可能である。従って場合によっては、整合完了
までに著しく長い時間を必要とするおそれがある。

【０００８】例えば、互いに異なるインピーダンス特性
を有するアンテナＡ、Ｂに対する整合回路構成ａ、ｂの
回路効率および整合・不整合状態を図７に示す。いま整
合器２の負荷にアンテナＡが接続されている場合におい
て、周波数ｆ１　について整合をとるときは、整合回路
の優先度の高い回路構成ａで整合／不整合チェックを行
ない、不整合と判定された後、回路構成ｂについて整合
／不整合のチェックを行ない、ここで整合がとれれば整
合完了となる。また同じアンテナＡを用い周波数ｆ２　
について整合をとった場合、回路構成ａで整合がとれた
ため、ここで整合完了となる。この場合周波数ｆ２は、
回路構成ｂにおいても整合領域にあるが、回路構成ａが
アンテナＡに対して最適の回路構成となる。

【０００９】図７において、アンテナＡの周波数ｆ１　
での整合については、あらかじめ定められた優先順位に
従って整合／不整合のチェックを行なう必要があるため
、上述したように整合をとるのに極めて長い時間を要す
ることがある。また周波数ｆ３に限り、回路構成ｂの方
が回路構成ａよりも回路効率が良いことが明らかである
から、回路構成ｂを選択して整合を完了したいのである
が、このようにした場合、２通りの回路構成ａ、ｂ以外
の回路構成についても整合／不整合のチェックおよび効
率計算を実施する必要があり、整合をとるのに極めて長
い時間が必要となる。

【００１０】そこで本発明は、１つまたは複数のアンテ
ナと無線送信機とのインピーダンス整合を短時間にとる
ことができないという従来の空中線整合回路の欠点を解
決し、短時間で整合をとることを可能にするとともに、
回路効率のもっとも良い整合回路を選択しうる空中線整
合回路およびこれを用いた空中線整合方法を提供するこ
とを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明では、無線送信機
と空中線との間に、負荷検出器と、回路構成および回路
素子の値を可変可能な整合回路と、上記検出器を上記整
合回路をバイパスして上記空中線に直結しうる第１の切
替位置と上記負荷検出器を上記整合回路を介して上記空
中線に接続しうる第２の切替位置とを備えたスイッチと
を設けたことを特徴とする。そして、送信機の送信周波
数の切替時に上記スイッチを上記第１の位置（バイパス
側）に切替えて、上記負荷検出器により上記空中線のイ
ンピーダンスを計測し、この計測されたインピーダンス
とそのときの周波数とに応じて上記整合回路の回路構成
を設定し、かつその回路素子の粗調を行なった後、上記
スイッチを上記第２の切替位置（整合回路側）に切替え
て、上記整合回路の可変回路素子の値の微調を行なうよ
うにしている。

【００１２】

【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例につい
て説明する。

【００１３】図１は本発明による空中線整合回路の構成
の一例を示すブロック図である。図１の整合器２は、前
述した図３の構成に加えて、切替器７と演算比較器８と
を備えている。切替器７は２連のスイッチＳ１、Ｓ２を
備えており、これらスイッチＳ１、Ｓ２は、第１の切替
位置において、負荷検出器５を整合回路４をバイパスし
て直接アンテナ３に接続し、第２の切替位置において、
負荷検出器５を整合回路４を介してアンテナ３に接続す
る機能を有する。また図１で用いられている負荷検出器
５は、アンテナ３のインピーダンスと位相を測定して演
算比較器８に出力しうる機能を有し、整合回路４は、そ
の回路構成をｎ通り（例えばｎ＝４）に切替え可能であ
る。演算比較器８は、負荷検出器５により測定されたア
ンテナ３のインピーダンスおよび位相に基づいて、整合
回路４が構成可能なｎ通りの回路を選択し、各回路構成
における可変回路素子の値および整合回路効率を計算す
る機能を有する。さらに図１の制御回路６は、演算比較
器８により選択された整合回路構成および可変回路素子
の可変手段の位置データをもとに整合回路４を制御する
機能を有する。

【００１４】次に図１の空中線整合回路を用いた空中線
整合方法について説明する。まず無線送信機１からの周
波数切替信号により、スイッチＳ１、Ｓ２をバイパス側
（図１に示す切替位置）に切替えて負荷検出器５にアン
テナ３を接続する。この状態で、切替わった送信周波数
におけるアンテナのインピーダンスを負荷検出器５によ
って測定する。この測定されたインピーダンスの値に基
づいて、演算比較器８では、整合回路４が構成可能なｎ
通りの回路のすべてについて、可変回路素子の値を演算
するとともに、すべての回路構成における回路効率を計
算する。図２はアンテナｃを用いた場合の整合回路４に
おける４通り（ｎ＝４）の回路構成の回路効率を示す図
である。このようにして求められた回路効率から、最良
である回路構成を選択し、この最良の回路構成を選択す
る命令とこのときの可変回路素子の値を制御回路６に送
り、整合回路４を構成する。すなわち、周波数ｆ１　に
おいては回路構成ｂで整合回路４を構成し、周波数ｆ２
においては回路構成ｃで整合回路４を構成し、さらに周
波数ｆ３　においては回路構成ａで整合回路４を構成す
る。

【００１５】以上の方法で回路構成の選択と、その可変
回路素子の粗調を短時間で行なった後、スイッチＳ１、
Ｓ２を整合回路４側に切替えて負荷検出器５の出力に整
合回路４を接続し、先に設定した可変回路素子の可変手
段の粗調位置から整合の微調を実施し、整合を完了する
。

【００１６】以上の説明から明らかなように、この方法
によれば、整合を完了するまでに必要な時間は、整合回
路４内の可変回路素子の可変手段を演算比較器８であら
かじめ設定された値になる粗調位置に移動させるに要す
る時間および微調に要する時間のみでよいから、短時間
に整合を完了することが可能になる。また、構成可能で
あるｎ通りの回路構成について全ての効率計算を実施し
た後に回路効率の最適な回路構成の選択を行なうように
しているため、最良の回路を瞬時に選択することが可能
になる。

【００１７】

【発明の効果】本発明によれば、送信機の送信周波数切
替時点から整合を行なうまでの時間の短縮が可能である
とともに、整合回路の回路効率が最良となるような回路
構成を選択することができるため、実用上の効果はきわ
めて大きいものがある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による空中線整合回路の構成の一例を示
すブロック図である。

【図２】本発明における整合回路選択方法の説明に供す
る図である。

【図３】従来の空中線整合回路の構成の一例を示すブロ
ック図である。

【図４】従来の単一アンテナ用の整合回路の回路構成を
示す図である。

【図５】従来の多種アンテナ用の整合回路の回路構成を
示す図である。

【図６】図５の切替後の回路構成の一例を示す図である
。

【図７】従来の整合回路選択方法の説明に供する図であ
る。

【符号の説明】

１　　　　　　無線送信機 ２　　　　　　整合器 ３　　　　　　アンテナ ４　　　　　　整合回路 ５　　　　　　負荷検出器 ６　　　　　　制御回路 ７　　　　　　切替器 ８　　　　　　演算比較器

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】無線送信機と空中線との間に、負荷検出器
   と、回路構成および回路素子の値を変更可能な整合回路
   と、上記負荷検出器を上記整合回路をバイパスして直接
   空中線に接続しうる第１の切替位置と上記負荷検出器を
   上記整合回路を介して上記空中線に接続しうる第２の切
   替位置とを備えたスイッチとを設けたことを特徴とする
   空中線整合回路。
2. 【請求項２】無線送信機と空中線との間に、負荷検出器
   と、回路構成および回路素子の値を変更可能な整合回路
   と、上記負荷検出器を上記整合回路をバイパスして直接
   空中線に接続しうる第１の切替位置と上記負荷検出器を
   上記整合回路を介して上記空中線に接続しうる第２の切
   替位置とを備えたスイッチとを設け、上記無線送信機の
   送信周波数の切替時に上記スイッチを上記第１の切替位
   置に切替えて、上記負荷検出器により上記空中線のイン
   ピーダンスを測定し、この測定されたインピーダンスと
   そのときの周波数とに応じて上記整合回路の回路構成を
   選択し、かつその可変回路素子の値の粗調を行なった後
   、上記スイッチを上記第２の切替位置に切替えて、上記
   整合回路の可変回路素子の値の微調を行なうことを特徴
   とする空中線整合方法。