JPS6225507A - Impedance matching apparatus - Google Patents
Impedance matching apparatusInfo
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- JPS6225507A JPS6225507A JP16962886A JP16962886A JPS6225507A JP S6225507 A JPS6225507 A JP S6225507A JP 16962886 A JP16962886 A JP 16962886A JP 16962886 A JP16962886 A JP 16962886A JP S6225507 A JPS6225507 A JP S6225507A
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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。(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は広い周波数帯域にわたって作動することが要求
されるインピーダンス整合装置に関し、システムが同調
される周波数に作動特性が大きく依存し得る周波数ボッ
ピソング無線通信システムに使用するのに特に好適なイ
ンピーダンス整合装置に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to an impedance matching device that is required to operate over a wide frequency band, and is particularly suited to impedance matching devices that are required to operate over a wide frequency band. The present invention relates to an impedance matching device particularly suitable for use in communication systems.
本発明によるインピーダンス整合装置は、周波数依存イ
ンピーダンスへ送られる周波数が繰り返し発生するモー
ドで作動する可変周波数手段、この可変周波数手段に適
合し、前記周波数依存インピーダンスのインピーダンス
変動を補償するインピーダンス補償手段、およびある特
定の周波数でインピーダンスが不整合であるのに応じて
、この不整合なくするように前記特定の周波数が再び発
生する時に前記インピーダンス補償手段の特性を制御す
る手段を含む。The impedance matching device according to the invention comprises: variable frequency means operating in a mode in which the frequency delivered to the frequency dependent impedance occurs repeatedly; impedance compensation means adapted to the variable frequency means and compensating for impedance variations of said frequency dependent impedance; In response to impedance mismatch at a certain frequency, means is included for controlling the characteristics of the impedance compensating means when the specific frequency occurs again so as to eliminate the mismatch.
本発明は広い周波数帯域にわたって周波数ホッピングモ
ードで作動する無線受信器および/または送信器と共に
使用するのに特に好ましい。周波数ホッピングを使用す
ると、無線受信器または送信器を、メツセージの一部が
送信または受信される極めて短い間に特定の周波数に同
調することを必要とされる。1秒間に多数回同調される
周波数を変えると、使用周波数のパターンの知識なしに
は第三者が盗聴することは困難であり、また各周波数は
このような短い時間送信されるので無線方向探知技術を
使って送信器の位置を発見するのも容易ではないので、
メツセージの送信は極めて安全である。The invention is particularly preferred for use with radio receivers and/or transmitters operating in frequency hopping mode over a wide frequency band. Frequency hopping requires a wireless receiver or transmitter to be tuned to a particular frequency for a very short period of time during which a portion of a message is transmitted or received. Changing frequencies, which are tuned many times per second, makes it difficult for third parties to eavesdrop without knowledge of the pattern of frequencies in use, and because each frequency is transmitted for such a short period of time, radio direction finding is difficult. It is also not easy to locate the transmitter using technology.
Sending messages is extremely secure.
周波数帯域が広いと、システムのある部品、主にアンテ
ナに生じるインピーダンスに変動が起るという問題が発
生する。アンテナのインピーダンスは可変周波数送信器
あるいは受信器のインピーダンスと整合しなければなら
ないことが重要であり、そうでないとアンテナへ伝達す
る電力が最大にならない。通信システムの送信器または
受信器が移動型である場合、特定の周波数でのインピー
ダンスは、局所的な環境の特性に大きく依存して大きく
変わり得る。従って、アンテナの有効インピーダンスを
適合するように制御して、送信器あるいは受信器に与え
られるインピーダンスが、周波数が変化してもまたアン
テナが物理的移動しても実質的に一定値に留まるように
することが極めて望ましい。インピーダンス手段は送信
器あるいは受信器の可変周波数手段とアンテナとの間に
位置しており、弁別位置は信号の特性をモニターして、
可変周波数手段が特定の周波数に同調されている期間に
おいて信号の電圧定在波比(VSWR)が許容範囲内に
あるか否かを判定するように構成されていることが好ま
しい。同じ周波数が使用される次の時間、前に得られた
データはインピーダンス補償手段を制御するのに使用さ
れる。同調は典型的には同じ周波数が使用される数回の
内、十分良好なインピーダンス整合が達成するまで逐次
法で調整される。この種のデータを長期間にわたって多
くの周波数に対して記憶することができ、また状況を変
化するために更新することができ、いかなる時にもイン
ピーダンス不整合の強度を直ちに十分小さくするように
され、これによって通信システムが最大の性能で作動し
、いかなる新たなエラーも直ちに修正されることがが可
能となる。A problem that arises when a frequency band is wide is that variations in impedance occur in certain parts of the system, primarily the antenna. It is important that the impedance of the antenna must match the impedance of the variable frequency transmitter or receiver, otherwise the power transferred to the antenna will not be maximized. When the transmitter or receiver of a communication system is mobile, the impedance at a particular frequency can vary widely depending largely on the characteristics of the local environment. Therefore, the effective impedance of the antenna is adaptively controlled so that the impedance presented to the transmitter or receiver remains substantially constant as the frequency changes and as the antenna is physically moved. It is highly desirable to do so. The impedance means is located between the variable frequency means of the transmitter or receiver and the antenna, and the discrimination position monitors the characteristics of the signal.
Preferably, the variable frequency means is configured to determine whether the voltage standing wave ratio (VSWR) of the signal is within a permissible range during a period in which the variable frequency means is tuned to a particular frequency. The next time the same frequency is used, the previously obtained data is used to control the impedance compensation means. Tuning is typically adjusted in a sequential manner, with the same frequency being used several times, until a sufficiently good impedance match is achieved. This type of data can be stored for many frequencies over long periods of time, and can be updated to change conditions, such that the magnitude of the impedance mismatch is immediately sufficiently reduced at any time. This allows the communication system to operate at maximum performance and any new errors to be corrected immediately.
本発明は添付図面を参照しつつ実施例によって以下に更
に詳細に説明される。The invention will be explained in more detail below by way of example with reference to the accompanying drawings, in which: FIG.
第1図を参照する。この図には無線送受信器が示されて
いる。この無線送受信器は無線の送受信回路2を同調す
る周波数シンセサイザーlを有している。これらの回路
は、信号弁別装置3およびインピーダンス補償回路4を
介してアンテナ5に結合している。このようなシステム
は1.6MHzから30MHzの「高周波」にわたって
周波数ホッピングモードで作動する能力がある。アンテ
ナ5の大きさが固定されているので、そのインピーダン
スはこのバンドにわたって極めて大きく変化し、アンテ
ナ5自身は50Ωの一定のインピーダンスを示すことは
できない。回路2はしかしながら、50Ωの負荷に対し
て作動するように設計されている。従って、負荷が設計
値から大きく離れると、通信システムの作動は大きく害
される。弁別装置3はライン上の信号の特性をモニター
し、負荷の位相、負荷の抵抗、ライン上の電力および信
号反射の程度を決める。これらの特性は容易に測定する
ことができ、これらの特性に応答して、インピーダンス
補償回路4は、補正設計値により近いインピーダンスが
回路2に現れるように変化する補正インピーダンス値は
、特定の周波数で種々の調整が連続して行われた後だけ
に得ることができる。Please refer to FIG. A wireless transceiver is shown in this figure. This radio transceiver has a frequency synthesizer l that tunes a radio transceiver circuit 2. These circuits are coupled to an antenna 5 via a signal discriminator 3 and an impedance compensation circuit 4. Such systems are capable of operating in a frequency hopping mode over "high frequencies" from 1.6 MHz to 30 MHz. Since the size of the antenna 5 is fixed, its impedance varies quite widely over this band, and the antenna 5 itself cannot exhibit a constant impedance of 50Ω. Circuit 2, however, is designed to operate into a 50Ω load. Therefore, if the load deviates significantly from the design value, the operation of the communication system will be seriously impaired. The discriminator 3 monitors the characteristics of the signal on the line and determines the phase of the load, the resistance of the load, the power on the line and the degree of signal reflection. These characteristics can be easily measured, and in response to these characteristics, the impedance compensation circuit 4 changes the corrected impedance value at a particular frequency so that an impedance closer to the corrected design value appears in the circuit 2. It can only be obtained after various adjustments have been made in succession.
最終値は逐次法で得られる。即ち、前の調整の効果は、
同じ周波数が使用される次の時間に参照され、この次の
調整がこれに従ってなされる。モニターおよび制御回路
6は必要とされる新たなインピーダンス値を決め、この
値をランダムアクセスメモリ (RAM)7に導入する
。ここでこの値は、周波数シンセサイザー1が次の周波
数ホッピで同じ周波数が使用されることを示すまで保持
される。The final value is obtained by an iterative method. That is, the effect of the previous adjustment is
The next time the same frequency is used, it will be referenced and this next adjustment will be made accordingly. The monitor and control circuit 6 determines the required new impedance value and introduces this value into a random access memory (RAM) 7. This value is now held until the frequency synthesizer 1 indicates that the same frequency will be used in the next frequency hop.
このインピーダンス整合装置は次にメモリ7から読まれ
、インピーダンス補償回路4に送られ、本回路を構成す
るインダクタンスおよび容量の値を調整するのに使用さ
れる。実際、この回路4は、広い範囲にわたって異なっ
た値を有し、必要な時に使用状態に切り変わることがで
きるインダクタンスと容量とを含む大きなバンクからな
っている。This impedance matching device is then read from memory 7 and sent to impedance compensation circuit 4, where it is used to adjust the values of the inductances and capacitances that make up the circuit. In fact, this circuit 4 consists of a large bank containing inductances and capacitors having different values over a wide range and which can be switched into use when required.
一般に、周波数ホッピングシステムにおいて使用される
各異なる周波数に対して、異なる組合わせが使用状態と
される。Generally, a different combination is in use for each different frequency used in a frequency hopping system.
極めて高速な周波数ホッピングを可能とするために、周
波数シンセサイザー1は、次の周波数ホップで使用され
る周波数の値をモニターおよび制御回路6におくる。メ
モリおよび制御回路6は周波数値をランダムアクセスメ
モリ7のアドレスに可変する。このメモリに必要なイン
ピーダンス整装置が必要とされる瞬間に使用されるよう
に集められる。To enable very fast frequency hopping, the frequency synthesizer 1 sends to the monitor and control circuit 6 the value of the frequency to be used in the next frequency hop. The memory and control circuit 6 varies the frequency value to the address of the random access memory 7. The impedance conditioning devices needed in this memory are collected for use at the moment they are needed.
装置が使用されていない時、あるいは別のインピーダン
ス特性のアンテナが使用される特長時間にわたってイン
ピーダンス整合値を保持するために、このインピーダン
ス整合値は電気的消去可能プログラマブル・リード・オ
ンリメモリ(EEPROM)8に同期的に導入される。In order to maintain the impedance match value when the device is not in use, or for long periods of time when antennas of different impedance characteristics are used, this impedance match value is stored in electrically erasable programmable read only memory (EEPROM) 8. will be introduced synchronously.
ある時間使用されていなかった後、無線波が発生される
と、メモリ8内に保持されているデータはメモリ7内ち
送られ、必要な時に使用される。記憶されたインピーダ
ンス値に大きな変化が必要とされることがほとんどなく
、各特定された周波数が数度発生することのみによって
正しいインピーダンスが得られることが可能となる。When radio waves are generated after a period of inactivity, the data held in the memory 8 is transferred within the memory 7 and used when needed. Rarely are large changes required in the stored impedance values, and each identified frequency only needs to occur several times to ensure that the correct impedance is obtained.
第2図は本発明の同調操作を説明するタイミング図を示
している。この図において、ライン21はホップ期間、
即ち同調された周波数が一定である期間を示している。FIG. 2 shows a timing diagram illustrating the tuning operation of the present invention. In this figure, line 21 is the hop period;
That is, it indicates a period in which the tuned frequency is constant.
この後、周波数の値は次の値に急激に変化する。ライン
22はホップ期間のスタート時の間隔を示しており、こ
の間隔において回路4の容量およびインダクタンスは物
理的に切り換わって、選択された周波数に対する記憶値
になる。次に、ライン23に示される様に短い信号が選
択された周波数で伝達され、この間に弁別装置は、同じ
周波数が選択される次の時間に更に修正が必要とされる
か否かをきめる。もし必要とされる場合は、修正量が計
算され、ライン24で示される期間中に新たなインピー
ダンス整合値が決められ、関係する周波数値とともにメ
モリ7内に導入される。期間22と25との間で選択さ
れるべく次の周波数の値が伝達される。期間25の間、
この周波数はメモリアドレスにされ、インピーダンス整
合値の次の組が、次のホップ期間の開始時に使用される
よう集合することが可能となる。After this, the frequency value changes rapidly to the next value. Line 22 shows the interval at the start of the hop period, during which the capacitance and inductance of circuit 4 are physically switched to the stored values for the selected frequency. A short signal is then transmitted at the selected frequency, as shown on line 23, while the discriminator determines whether further modification is required the next time the same frequency is selected. If required, a correction amount is calculated and a new impedance matching value is determined during the period indicated by line 24 and introduced into the memory 7 together with the associated frequency value. The next frequency value is communicated to be selected between periods 22 and 25. During period 25,
This frequency is made into a memory address, allowing the next set of impedance matching values to be assembled for use at the start of the next hop period.
ライン26は、r、f、信号出力が送信器の場合に発生
される期間を示している。Line 26 shows the period during which the r, f signal output is generated in the case of the transmitter.
第1図は通信システムで使用されるインピーダンス整合
装置のブロック回路図、
第2図は本発明の同調整操作を説明するタイミング図で
ある。
1・・・周波数シンセサイザー、
2 送受信回路、 3 弁別装置、
4 インピーダンス補償回路、
5 アンテナ、
6 モニターおよび制御回路
7 ランダムアクセスメモリ、
8 プログラマブル・リード・オンリメモリ。FIG. 1 is a block circuit diagram of an impedance matching device used in a communication system, and FIG. 2 is a timing diagram illustrating the adjustment operation of the present invention. DESCRIPTION OF SYMBOLS 1... Frequency synthesizer, 2 Transmission/reception circuit, 3 Discriminator, 4 Impedance compensation circuit, 5 Antenna, 6 Monitor and control circuit 7 Random access memory, 8 Programmable read-only memory.
Claims (7)
が繰り返し発生するモードで作動する可変周波数手段、 この可変周波数手段に適合し、前記周波数依存インピー
ダンスのインピーダンス変化を補償するインピーダンス
補償手段、および ある特定の周波数でインピーダンスが不整合であること
に応じて、この不整合をなくするように前記特定の周波
数が再び発生する時に前記インピーダンス補償手段の特
性を制御する手段を含むインピーダンス整合装置。(1) variable frequency means operating in a mode in which a certain frequency is repeatedly transmitted to a frequency-dependent impedance; impedance compensation means adapted to the variable frequency means and compensating for impedance changes of said frequency-dependent impedance; and a certain frequency an impedance matching device comprising: means for controlling characteristics of said impedance compensating means when said particular frequency occurs again in response to an impedance mismatch in said impedance matching device to eliminate said mismatch;
て成されている特許請求の範囲第(1)項記載のインピ
ーダンス整合装置。(2) The impedance matching device according to claim (1), wherein the frequency-dependent impedance is formed by an antenna.
無線通過システムの一部を構成している特許請求の範囲
第(2)項記載のインピーダンス整合装置。(3) The impedance matching device according to claim (2), wherein the impedance matching device constitutes a part of a frequency hopping radio passing system.
信器の前記可変周波数手段と前記アンテナとの間に位置
しており、弁別装置が、信号の特性をモニターして、前
記可変周波数手段が特定の周波数に同調されている期間
において前記信号の電圧定在波比(VSWR)が許容範
囲内にあるか否かを判断するように構成されている特許
請求の範囲第(3)項記載のインピーダンス整合装置。(4) the impedance compensation means is located between the variable frequency means of the transmitter or receiver and the antenna, and a discrimination device monitors the characteristics of the signal so that the variable frequency means The impedance matching according to claim (3), wherein the impedance matching is configured to determine whether the voltage standing wave ratio (VSWR) of the signal is within a permissible range during a frequency-tuned period. Device.
れる時の後の使用のための記憶手段に導入される特許請
求の範囲第(4)項記載のインピーダンス整合装置。(5) An impedance matching device as claimed in claim (4), wherein the results of said monitoring are introduced into storage means for later use when the same frequency is next required.
数ホッピングの間に前記記憶された結果が前記記憶手段
が読み出され、前記結果が前記インピーダンス補償手段
を調整するのに利用可能とされる特許請求の範囲第(4
)項記載のインピーダンス整合装置。(6) the stored result is read out of the storage means during a frequency hopping before a hop in which the frequency concerned occurs again, and the result is made available for adjusting the impedance compensation means; Claim No. 4
) The impedance matching device described in item 2.
長期間記憶するバックアップメモリが設けられている特
許請求の範囲第(5)項または第(6)記載のインピー
ダンス整合装置。(7) The impedance matching device according to claim (5) or (6), further comprising a backup memory for storing the result or data obtained from the result for a long period of time.
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| GB8518967 | 1985-07-26 | ||
| GB8518967 | 1985-07-26 | ||
| GB8530158 | 1985-12-06 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6225507A true JPS6225507A (en) | 1987-02-03 |
Family
ID=10582938
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16962886A Pending JPS6225507A (en) | 1985-07-26 | 1986-07-18 | Impedance matching apparatus |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6225507A (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH03131113A (en) * | 1989-10-16 | 1991-06-04 | Nagano Japan Radio Co | Method and apparatus for matching antenna |
| JPH0444408A (en) * | 1990-06-12 | 1992-02-14 | Toshiba Corp | Manufacture of surface acoustic wave device |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5425138A (en) * | 1977-07-28 | 1979-02-24 | Kokusai Electric Co Ltd | Method of automatically matching antenna |
-
1986
- 1986-07-18 JP JP16962886A patent/JPS6225507A/en active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5425138A (en) * | 1977-07-28 | 1979-02-24 | Kokusai Electric Co Ltd | Method of automatically matching antenna |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH03131113A (en) * | 1989-10-16 | 1991-06-04 | Nagano Japan Radio Co | Method and apparatus for matching antenna |
| JPH0444408A (en) * | 1990-06-12 | 1992-02-14 | Toshiba Corp | Manufacture of surface acoustic wave device |
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