JP2004172958A

JP2004172958A - 整合器

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Publication number: JP2004172958A
Application number: JP2002336424A
Authority: JP
Inventors: Yasuhiro Hibino; 靖宏日比野; Riyuuichi Kamimoto; 竜一紙元; Akira Ito; 明伊藤
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2002-11-20
Filing date: 2002-11-20
Publication date: 2004-06-17
Anticipated expiration: 2022-11-20
Also published as: JP3915674B2; EP1422823A2; KR100769549B1; US7142833B2; CN1276543C; KR20040044332A; TW200421668A; EP1422823A3; DE60315938T2; CN1503401A; DE60315938D1; TWI272740B; EP1422823B1; US20040130667A1

Abstract

【課題】整合回路が複雑となり、大型化してしまう。
【解決手段】切換手段で第１のインダクタの値を切替え、この第１のインダクタが前記ＶＨＦ帯のローバンドと前記ＶＨＦ帯のハイバンドではインダクタンス性を示すとともに前記ＵＨＦ帯ではキャパシタンス性を示すものであり、これによりＶＨＦ帯のローバンドとＶＨＦ帯のハイバンドの２回路の切換えのみで、ＶＨＦ帯のローバンドとＶＨＦ帯のハイバンドとの夫々に対して整合が取れるとともに、ＵＨＦ帯に対してもキャパシタンス性となるので、損失が少なく夫々の信号を伝達することができ、回路を簡素化することができ、小型かつ低価格な整合器を実現することができる。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、テレビ放送の受信等に用いられる整合器に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
以下、従来の整合器について図を用いて説明する。図１２は従来の整合器のブロック図である。図１２において１はＶＨＦ帯と、ＵＨＦ帯の信号を受信するアンテナであり、約５００ＭＨｚから９００ＭＨｚまでの高周波信号が入力される。２は、このアンテナ１の出力が接続された整合器１２の入力端子であり、３は整合器１２の出力端子であり、この出力端子３の出力が電子チューナ４に入力され、希望チャンネルの信号を選局し、所定の中間周波信号へと変換され、チューナ出力端子５へ出力される。
【０００３】
この整合器２において、入力端子２と出力端子３との間には、第１のスイッチ６とローパスフィルタ７との直列接続体が挿入されている。そしてこの第１のスイッチ６とローパスフィルタ７との直列接続体と並列に、第２のスイッチ８とバンドパスフィルタ９との直列接続体と、第３のスイッチ１０とハイパスフィルタ１１との直列接続体とが設けられている。なお、ローパスフィルタ７のカットオフ周波数は、略ＶＨＦローバンド（国内ｃｈの場合は９０ＭＨｚから１０８ＭＨｚ、米国ｃｈの場合は５５ＭＨｚから８８ＭＨｚ）のチャンネルのうちで最も高い周波数とし、バンドパスフィルタ９は、ＶＨＦハイバンド（国内ｃｈの場合は１７０ＭＨｚから２２２ＭＨｚ、米国ｃｈの場合は１７０ＭＨｚから２１６ＭＨｚ）の周波数が通過するものであり、ハイパスフィルタ１１のカットオフ周波数は、略ＵＨＦチャンネル（国内ｃｈの場合は４７０ＭＨｚから７７０ＭＨｚ、米国ｃｈの場合は４７０ＭＨｚから８０６ＭＨｚ）の最も低い周波数としている。
【０００４】
このような整合器において、ＶＨＦローバンドのチャンネルを受信する場合は、第１のスイッチ６のみをオンとすることによって、信号はローパスフィルタ７に供給され、ＶＨＦローバンド以上の周波数の信号は減衰されることとなる。次に、ＶＨＦハイバンドのチャンネルを受信する場合は、第２のスイッチ８のみをオンとすることによって、信号はバンドパスフィルタ９に供給され、ＶＨＦハイバンド以外の周波数の信号は減衰される。さらに、ＵＨＦバンドのチャンネルを受信する場合は、第３のスイッチ１０のみをオンとすることによって、信号はハイパスフィルタに供給され、ＵＨＦバンド以下の周波数が減衰される。そしてこれらのフィルタ回路では、それぞれに入力される周波数に対してアンテナとチューナ間でのインピーダンス整合を行うものであった。
【０００５】
なお、この出願の発明に関連する先行技術文献情報としては、例えば、特許文献１が知られている。
【０００６】
【特許文献１】
特表２００１−５２６４８３号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながらこのような従来の整合器においては、それぞれの周波数バンドに対し、それぞれの周波数帯に整合させるフィルタを有していたので、回路は複雑となり、大型化してしまうという問題があった。
【０００８】
そこで本発明は、このような問題点を解決するもので、小型な整合器を提供することを目的としたものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
そして、この目的を達成するために本発明の整合器は、入力端子と出力端子との間に接続されたキャパシタと、このキャパシタの入力とグランドとの間に接続された第１のインダクタと、前記キャパシタの出力とグランドとの間に接続された第２のインダクタと、前記ＶＨＦ帯のローバンドと前記ＶＨＦ帯のハイバンドとを切換える切換手段とを備え、前記切換手段は少なくとも前記第１のインダクタの値を切換え、この第１のインダクタが前記ＶＨＦ帯のローバンドと前記ＶＨＦ帯のハイバンドではインダクタンス性を示すとともに前記ＵＨＦ帯ではキャパシタンス性を示すものである。
【００１０】
これにより、ＶＨＦ帯のローバンドとＶＨＦ帯のハイバンドの２回路の切換えのみで、ＶＨＦ帯のローバンドとＶＨＦ帯のハイバンドとの夫々に対して整合が取れるとともに、ＵＨＦ帯に対してもキャパシタンス性となるので、損失が少なく夫々の信号を伝達することができ、回路を簡素化することができ、小型かつ低価格な整合器を実現することができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
本発明の請求項１に記載の発明は、ＶＨＦ帯のローバンドとＶＨＦ帯のハイバンドとＵＨＦ帯の信号が入力される整合器であって、入力端子と出力端子との間に接続されたキャパシタと、このキャパシタの入力とグランドとの間に接続された第１のインダクタと、前記キャパシタの出力とグランドとの間に接続された第２のインダクタと、前記ＶＨＦ帯のローバンドと前記ＶＨＦ帯のハイバンドとを切換える切換手段とを備え、前記切換手段は少なくとも前記第１のインダクタの値を切換え、この第１のインダクタが前記ＶＨＦ帯のローバンドと前記ＶＨＦ帯のハイバンドではインダクタンス性を示すとともに前記ＵＨＦ帯ではキャパシタンス性を示す整合器であり、これによりＶＨＦ帯のローバンドとＶＨＦ帯のハイバンドの２回路の切換えのみで、ＶＨＦ帯のローバンドとＶＨＦ帯のハイバンドとの夫々に対して整合が取れるとともに、ＵＨＦ帯に対してもキャパシタンス性となるので、非常に簡単な回路構成によって整合器を実現することができ、小型かつ低価格な整合器を実現することができる。
【００１２】
また、この整合器をチューナ等の入力フィルタの前に接続すれば、入力フィルタを簡素化することができるので、チューナの低価格化が実現できるとともにアンテナに入力された信号をチューナへ効率良く取り込むことができる。
【００１３】
更に、４分の１波長よりも十分に短いアンテナに接続しても、整合をとることができるので、小型のアンテナを使用することができる。
【００１４】
本発明の請求項２に記載の発明は、切換手段で第２のインダクタの値を切換え、この第２のインダクタが前記ＶＨＦ帯のローバンドと前記ＶＨＦ帯のハイバンドではインダクタンス性を示すとともに前記ＵＨＦ帯ではキャパシタンス性を示す請求項１に記載の整合器であり、これにより、各バンドにおいて、出力側のインピーダンスを容易に合わせることができる。
【００１５】
本発明の請求項３に記載の発明は、第１のインダクタを第３のインダクタと第４のインダクタの直列接続体で形成し、前記第３のインダクタと前記第４のインダクタの接続点を切換手段でグランドに接続する請求項１に記載の整合器であり、これにより第３のインダクタと第４のインダクタを直列接続しているので、小さい値のインダクタを使用することができ、小型化を図ることができる。また、信号線から第３のインダクタを介して切換手段に接続されているので、切換手段が信号線に悪影響を与えることはない。
【００１６】
本発明の請求項４に記載の発明は、第４のインダクタを第５のインダクタと第６のインダクタの直列接続体で形成した請求項３に記載の整合器であり、これにより第４のインダクタの値を容易に設定することができる。
【００１７】
本発明の請求項５に記載の発明は、第３のインダクタと第４のインダクタとはパターンで接続されるとともにリフロー半田付けされた請求項３に記載の整合器であり、これにより、夫々のインダクタはパターンにリフロー半田付けされているので、リフロー半田付けによるセルフアライメント効果で夫々のインダクタの接着位置が略一定の場所に固定化される。従って、パターンの長さも固定化されパターンにより形成されるインダクタンス値も略一定となり、整合器の製造品質が安定する。
【００１８】
本発明の請求項６に記載の発明は、第３のインダクタと、この第３のインダクタに接続されたパターンとでＵＨＦ帯においてキャパシタタンス性を示す請求項３に記載の整合器であり、これによりパターンのインダクタンス値も活用しているので、ＵＨＦ帯における第３のインダクタの選択範囲が拡大される。
【００１９】
本発明の請求項７に記載の発明は、切換手段によりＶＨＦ帯のハイバンドを受信する場合において、第３のインダクタの自己共振点は前記ＶＨＦ帯のハイバンドとＵＨＦ帯との間に設定された請求項３に記載の整合器であり、これによりＶＨＦ帯のハイバンドではインダクタンス性となって整合が取れるとともに、ＵＨＦ帯に対してもキャパシタンス性となるので、損失が少なく夫々の信号を伝達することができる。また、回路も簡単になる。
【００２０】
本発明の請求項８に記載の発明は、切換手段によりＶＨＦ帯のローバンドを受信する場合において、第３のインダクタと第４のインダクタの合成された自己共振点は前記ＶＨＦ帯のローバンドとＵＨＦ帯との間に設定された請求項３に記載の整合器であり、これによりＶＨＦ帯のローバンドではインダクタンス性となって整合が取れるとともに、ＵＨＦ帯に対してもキャパシタンス性となるので、損失が少なく夫々の信号を伝達することができる。また、回路も簡単になる。
【００２１】
本発明の請求項９に記載の発明は、整合器の入力端子に接続されるアンテナの抵抗と、前記整合器の入力端子側から見た抵抗とを略等しくした請求項１に記載の整合器であり、これによりアンテナ側の抵抗と整合器側の抵抗とが略等しいので、アンテナで受信した電波を損失なく整合器側へ導くことができる。
【００２２】
本発明の請求項１０に記載の発明は、ＶＨＦ帯でキャパシタンス性を示すとともにＵＨＦ帯ではインダクタンス性を示すアンテナに接続される整合器であって、入力端子と出力端子との間に接続されたキャパシタと、このキャパシタの入力とグランドとの間に接続された第１のインダクタと、前記キャパシタの出力とグランドとの間に接続された第２のインダクタとを備え、前記第１のインダクタが前記ＶＨＦ帯ではインダクタンス性を示すとともに前記ＵＨＦ帯ではキャパシタンス性を示す整合器であり、これによりＶＨＦ帯とＵＨＦ帯において夫々整合をとることができるので、損失が少なく夫々の信号を伝達することができる。また、回路も簡単になる。
【００２３】
また、この整合器をチューナ等の入力フィルタの前に接続すれば、入力フィルタを簡素化することができるので、低価格化が実現できるとともにアンテナに入力された信号を効率良く取り込むことができる。更に、４分の１波長よりも十分に短いアンテナに接続しても、整合をとることができるので、小型のアンテナを使用することができる。
【００２４】
（実施の形態１）
以下実施の形態１について図を用いて説明する。図１は本発明の実施の形態１における整合器のブロック図である。図１において、２１は、約５０ＭＨｚから９００ＭＨｚまでのテレビ放送波が入力されるアンテナであり、長さが約４０ｍｍの棒状のアンテナである。このアンテナは黄銅により形成されているので、アンテナの抵抗値は小さくなり、高周波信号のロスは小さくなり、受信感度の良いアンテナを得ることができる。
【００２５】
２２は、アンテナ２１に接続された整合器２３の入力端子であり、２４がこの整合器２３の出力端子である。この出力端子２４には電子チューナ２５が接続され、この電子チューナ２５によって希望チャンネルのみを選局し、国内ｃｈでは５８．７５ＭＨｚ、米国ｃｈでは４５．７５ＭＨｚの中間周波数信号へ変換されて、チューナ出力端子２６へ供給される。
【００２６】
次に、電子チューナ２５の詳細について説明する。この電子チューナ２５は、ＶＨＦ帯、ＵＨＦ帯の信号を受信するものであり、この電子チューナにおいて２７は、整合器２３の出力端子２４に接続されたチューナ入力端子である。このチューナ入力端子２７は、ＵＨＦ帯の信号を減衰するローパスフィルタ２８とＶＨＦ帯の信号を減衰させるハイパスフィルタ２９に接続されている。前記ローパスフィルタ２８の一方の出力は、ＶＨＦローバンド帯信号受信部３０に供給され、ローパスフィルタ２８の他方の出力は、ＶＨＦハイバンド受信部３１に供給される。一方ハイパスフィルタ２９の出力は、ＵＨＦ帯信号受信部３２に接続され、このＵＨＦ帯信号受信部３２の出力と、ＶＨＦローバンド帯信号受信部３０の出力と、ＶＨＦハイバンド帯信号受信部３１の出力とがチューナ出力端子２６へ接続されている。
【００２７】
なお、ＶＨＦローバンド帯信号受信部３０は、フィルタ２８に接続されるとともに一つの同調回路によって構成された単同調型のフィルタ４１と、この単同調型フィルタ４１の出力が接続された高周波増幅器４２と、この高周波増幅器４２の出力が接続されると共に、二つの同調回路によって構成された複同調型フィルタ４３と、この複同調型フィルタ４３の出力がその一方の入力に接続されると共に他方の入力には第１の局部発振器４４の出力が接続される第１の混合器４５とから形成されている。
【００２８】
ＶＨＦハイバンド帯信号受信部３１やＵＨＦ帯信号受信部３２についてもＶＨＦローバンド帯信号受信部３０同様の構成となっており、まずＶＨＦハイバンド帯信号受信部３１では、単同調型のフィルタ４６と、高周波増幅器４７と、複同調型フィルタ４８と、第２の局部発振器４９と第２の混合器５０とがこの順に接続されている。また、ＵＨＦ帯信号受信部３２では、単同調型のフィルタ５１と、高周波増幅器５２と、複同調型フィルタ５３と、第３の局部発振器５４と第３の混合器５５とがこの順に接続されている。
【００２９】
次に、整合器２３の詳細について説明する。整合器２３の入力端子２２には、第１のキャパシタ６０が接続され、この第１のキャパシタ６０と出力端子２４との間には、第２のキャパシタ６１が挿入され、第１のキャパシタ６０と第２のキャパシタ６１の接続点８０とグランドとの間には、第２のインダクタ６５が挿入されている。
【００３０】
第１のインダクタ６２は、インダクタ６２ａとインダクタ６２ｂとの直列接続体であり、インダクタ６２ａが入力端子２２側に設けられ、インダクタ６２ａとインダクタ６２ｂとの接続点６３とグランドとの間には第１のスイッチ６４が挿入されている。第２のインダクタ６５は、インダクタ６５ａとインダクタ６５ｂとの直列接続体であり、インダクタ６５ａが第１のキャパシタ６０側に設けられ、インダクタ６５ａとインダクタ６５ｂとの接続点６６とグランドとの間には、第２のスイッチ６７が挿入されている。なお、これら第１のスイッチ６４（切換え手段の一例として用いた）と第２のスイッチ６７（切換え手段の一例として用いた）とは、整合器２３に設けられた制御端子６８に接続され、これらの第１のスイッチ６４と第２のスイッチ６７のオン・オフは、共に連動して動作するようになっている。
【００３１】
次に図２は、本実施の形態に使用されるインダクタのリアクタンス特性図の概念図であり、図２（ａ）はインダクタ６２ａあるいはインダクタ６５ａのリアクタンス特性であり、図２（ｂ）はインダクタ６２ｂあるいはインダクタ６５ｂのリアクタンス特性を示している。この図において横軸７１は周波数であり、縦軸７２はリアクタンスであり、そのプラス方向がインダクタンス性を示し、マイナス方向がキャパシタンス性を示す。
【００３２】
ここで本実施の形態１においては、図２（ａ）に示されるように、インダクタ６２ａとインダクタ６５ａとは、ＶＨＦローバンドの周波数帯域７３とＶＨＦハイバンドの周波数帯域７４においては、インダクタンス性を示し、ＵＨＦ帯の周波数帯域７５に対してキャパシタンス性を示すものである。つまりこれは、インダクタ６２ａとインダクタ６５ａを、それらの自己共振周波数７６がＶＨＦハイバンドの周波数帯域７４の最も高い周波数７４ａ（以降ＶＨＦハイのハイエンドと言う）とＵＨＦ帯の周波数帯域７５の最も低い周波数７５ａ（以降ＵＨＦ帯のローエンドと言う）との間となるようにすることによって実現している。
【００３３】
一方、図２（ｂ）に示されるように、インダクタ６２ａとインダクタ６５ａとは、ＶＨＦローバンドの周波数帯域７３において、インダクタンス性を示し、ＵＨＦ帯の周波数帯域７５においてはキャパシタンス性を示す。つまりこれは、インダクタ６２ａとインダクタ６５ａとの自己共振周波数７７が、ＶＨＦローバンド帯の周波数帯域７３の最も高い周波数７３ａ（以降ＶＨＦローのハイエンドと言う）とＵＨＦ帯のローエンド７５ａとの間となるようにすることによって実現している。これらの受信周波数と夫々のインダクタとの関係をまとめると（表１）に示されるようになっている。
【００３４】
【表１】

【００３５】
次に、以上のように構成された本実施の形態における整合器の受信時の動作について説明する。図３から図５は、整合器の等価回路図を示し、図３はＶＨＦローバンド帯の信号を受信する場合であり、図４はＶＨＦハイバンド帯の信号を受信する場合であり、図５はＵＨＦ帯の信号を受信する場合を示している。
【００３６】
そして本実施の形態１における整合器２３は、（表２）に示されるように、ＶＨＦローバンドを受信する場合には、第１のスイッチ６４（ＳＷ１）と第２のスイッチ６７（ＳＷ２）とを共にオフとし、ＶＨＦハイバンドを受信する場合には、第１のスイッチ６４（ＳＷ１）と第２のスイッチ６７（ＳＷ２）とを共にオンとする。なお、ＵＨＦ帯の信号を受信する場合は、第１のスイッチ６４（ＳＷ１）と第２のスイッチ６７（ＳＷ２）とは、オン、オフの特にどちらでも構わない。
【００３７】
【表２】

【００３８】
なお、本実施の形態１においては、第１のスイッチ６４（ＳＷ１）と第２のスイッチ６７（ＳＷ２）とを共にオフとした場合に、ＵＨＦを受信するようにしてある。
【００３９】
そこでまずは、整合器２３にてＶＨＦローバンドを受信する場合について図３を用いて説明する。ＶＨＦローバンドを受信する場合は、第１のスイッチ６４と第２のスイッチ６７とは共にオフとなる。これにより図３に示されるように、入力端子２２とグランドとの間にはインダクタ６２ａとインダクタ６２ｂとの直列接続体が挿入され、一方第１のキャパシタ６０と第２のキャパシタ６１との接続点８０とグランドとの間には、インダクタ６５ａとインダクタ６５ｂとの直列接続体が挿入されることとなる。そして、それぞれのインダクタは直列に接続されているので、それらの合成インダクタンスは大きくなり、ＶＨＦローバンドの低い周波数に対し整合を合わせることができる。
【００４０】
次に、ＶＨＦハイバンドの受信時について図４を用いて説明する。ＶＨＦハイバンドの受信時には第１のスイッチ６４と第２のスイッチ６７とが共にオンとなるので、インダクタ６２ａのインダクタ６２ｂ側と、インダクタ６５ａのインダクタ６５ｂ側とは共にグランドに直結される。これにより図４に示されるように、入力端子２２とグランドとの間にはインダクタ６２ａのみが挿入され、接続点８０とグランドとの間にはインダクタ６５ａのみが挿入されることとなる。従って、ＶＨＦハイバンドの受信時には、インダクタンスは小さくなり、ＶＨＦハイバンドの周波数に対して整合を合わせることができる。
【００４１】
そして最後に、ＵＨＦ帯の信号を受信時について図を用いて説明する。図５は、スイッチ６４，６７がオンのときにＵＨＦ帯の信号を受信する場合の等価回路図であり、図６は、スイッチ６４，６７がオフのときにＵＨＦ帯の信号を受信する場合の等価回路図である。図２に示されたように全てのインダクタは、ＵＨＦ帯の信号に対してキャパシタタンス性を示す。従ってＵＨＦ帯の信号を受信時には、入力端子２２とグランドとの間や、接続点８０とグランドとの間には、図５あるいは図６に示されるように、それぞれキャパシタンス成分が挿入された回路となる。これによりＵＨＦ帯の信号を受信時に、この整合器２３はキャパシタンス成分のみによって形成されたものとして扱うことができることとなる。
【００４２】
本実施の形態１においては、スイッチ６４，６７がオフのときにＵＨＦ帯の信号を受信するようにしてあるが、この場合入力端子２２とグランドとの間には、インダクタ６２ａによるキャパシタンス成分８１とインダクタ６２ｂによるキャパシタンス成分８２との直列接続体が挿入されたこととなり、接続点８０とグランドとの間には、インダクタ６５ａによるキャパシタンス成分８３とインダクタ６５ｂによるキャパシタンス成分８４の直列接続体が挿入されたこととなる。なおこの場合には、全てのインダクタ６２ａ，６２ｂ，６５ａ，６５ｂの自己共振周波数７６，７７を、ＶＨＦローのハイエンド７３ａとＵＨＦ帯のローエンド７５ａとの間に設けると良い。
【００４３】
また、スイッチ６４，６７がオンのときにＵＨＦ帯の信号を受信しても良く、その場合には図６に示されるように、入力端子２２とグランドとの間にインダクタ６２ａによるキャパシタンス成分９０が挿入され、接続点８０とグランドとの間にインダクタ６５ａによるキャパシタンス成分９１が挿入されることとなる。なお、この場合においては、インダクタ６２ａ及びインダクタ６５ａの自己共振周波数７６をＶＨＦハイのハイエンド７４ａとＵＨＦ帯のローエンド７５ａの間に設けると良い。つまりいずれの場合も、通過するインダクタの自己共振周波数が受信する周波数帯域内に入らないようにすることが重要である。
【００４４】
ここで、一般的に周波数が高くなると高周波信号はキャパシタンス素子を通過しやすくなる。特にＵＨＦ帯のような高い周波数の信号は、キャパシタンス素子を通過し易くなるので、ＵＨＦ帯における各インダクタによるキャパシタンス成分はできる限り小さな値となるようにすることが望ましい。しかしながら、スイッチ６４，６７がオンのときにＵＨＦ帯の信号を受信する場合は、インダクタの共振周波数をＶＨＦハイのハイエンド７４ａとＵＨＦ帯のローエンドとの間に設定する必要があり、ＵＨＦ帯の中での低い周波数に対してインダクタのキャパシタンス成分は大きくなってしまうので、ＵＨＦ帯の中での低い周波数での信号のロスが大きくなり易い。
【００４５】
従って、本実施の形態１においては、スイッチ６４，６７をオフのときにＵＨＦ帯の信号を受信するようにしてある。これによって、ＵＨＦ受信時には入力回路２２とグランドとの間に、キャパシタンス８１とキャパシタンス８２との直列接続体が挿入され、接続点８０とグランドとの間に、キャパシタンス８３とキャパシタンス８４との直列接続体が挿入される。つまり、キャパシタンス８１とキャパシタンス８２あるいは、キャパシタンス８３とキャパシタンス８４とが夫々直列に接続されるので、等価キャパシタンスは小さくなり、ＵＨＦ帯の信号に対するロスを小さくすることができる。さらにこの構成ではインダクタの共振周波数は、ＶＨＦローのハイエンド７３ａとＵＨＦ帯のローエンド７５ａとの間であれば良いので、その許容範囲は大きく、整合を合わせるためのインダクタの選定範囲を大きくすることができる。
【００４６】
なお、本実施の形態１においてはＶＨＦハイのハイエンドとＵＨＦ帯のローエンドとの差が小さい為にスイッチ６４，６７をオフのときにＵＨＦ帯の信号を受信するようにしてあるが、ＶＨＦハイのハイエンドとＵＨＦ帯のローエンドとの間に差が有る場合、例えばＶＨＦハイのハイエンドやＵＨＦ帯のローエンド近傍に放送がないような国や地域に対しては、スイッチ６４，６７をオンのときにＵＨＦ帯の信号を受信しても良い。
【００４７】
次に、このように構成された整合器における整合動作について図を用いて説明する。図７は、ＶＨＦ帯の信号受信時の本実施の形態１におけるアンテナと整合器のスミスチャートであり、図８は、ＵＨＦ帯の信号受信時の本実施の形態１におけるアンテナと整合器のスミスチャートであり、円の上側半分はインダクタ性であり、下側半分はキャパシタンス性を示し、その中心点は整合器２３の下流に接続される機器のインピーダンス値としている。本実施の形態１においては、整合器２３の下流に接続される電子チューナ２５のインピーダンスは、一般的に７５オームであるので、図７の中心点は７５オームとしてある。
【００４８】
まず図７において、１０１は、ＶＨＦローバンドに対するアンテナ２１のインピーダンスを示し、１０２はＶＨＦハイバンドに対するアンテナ２１のインピーダンスを示している。ここで、アンテナ２１は、長さ４０ｍｍの棒状アンテナであるので、受信信号のλ／４に比べてその電気長は非常に短く、そのインピーダンス１０１，１０２は非常に小さくなる。例えば、ＶＨＦハイバンドの最も高いチャンネルの周波数でも、その波長は１３００ｍｍであるので、アンテナの電気長はλ／４よりも短くなり、インピーダンス１０２は小さい。さらにも増して、ＶＨＦローバンドの最も低いチャンネルの周波数においては、その周波数の波長の長さが、３３３０ｍｍであるので、そのインピーダンスはさらに小さくなり、図７に示されるようにＶＨＦバンドの最も低い周波数におけるインピーダンス１０３は非常に小さくなる。
【００４９】
一方、電子チューナ２５の入力は一般的に７５オームとなっているので、直接アンテナ２１と、電子チューナ２５とを接続すると、その間のインピーダンスが合わず、信号が減衰してしまうこととなる。そこで、本発明ではこのようにキャパシタ６０，６１やインダクタ６２ａ，６２ｂ，６５ａ，６５ｂを整合用のインピーダンス素子として用い、インピーダンスが合わないようなアンテナ２１と電子チューナ２５との間での整合を合わせている。
【００５０】
そのためには、整合器２３入力側のインピーダンス値を略アンテナ２１のインピーダンスと合わせるが、この場合整合器２３入力側のインピーダンス値をアンテナ２１のインピーダンスの複素数域（アンテナ２１のインピーダンス１０１，１０２に対して軸１０４を挟んで略対称となる値）とし整合を取ることが必要である。そこでまず図７のように、ＶＨＦハイバンドにおける整合器２３のインピーダンス１０５がアンテナ２１のインピーダンス１０２と合うように、インダクタ６２ａの値を決定する。そして次に、ＶＨＦローバンドにおける整合器２３のインピーダンス１０６がアンテナ２１のインピーダンス１０１と合うように、インダクタ６２ｂの値を決定する。続いて出力端子におけるインピーダンスが、ＶＨＦローバンドとＶＨＦハイバンドの周波数に対して略７５オーム（図７の中心点）に近づくように、第１のキャパシタ６０、第２のキャパシタ６１と、インダクタ６５ａ，６５ｂの値を適宜選定する。
【００５１】
ただし、アンテナ２１自体には非常に微少な抵抗値を有しているので、アンテナにはこの抵抗によるインピーダンスが生じる。従って、整合器２３とアンテナとの整合を合わせる場合、整合器２３の抵抗成分によるインピーダンス値と前記アンテナの抵抗成分によるインピーダンスとを略同じとしておくことが望ましい。そこで、インダクタ６２ａやインダクタ６２ｂを構成するインダクタ自体が有する微少な抵抗成分による抵抗値とアンテナ自体が有した抵抗値とを略同じとなるようにすることとなる。その場合の整合器２３の抵抗値は、インダクタ６２ａやインダクタ６２ｂに用いる素子の種類や、数あるいはそれらを構成する回路を適宜選定することで決定すればよい。
【００５２】
ここで、この整合器２３の各素子によるインピーダンス変化について、以下ＶＨＦローバンドの最も低い周波数（以降ＶＨＦローのローエンドと言う）とＶＨＦハイのハイエンドを例にとって説明する。まずＶＨＦローのローエンドに関しては、インダクタ６２ａとインダクタ６２ｂとの合成インダクタンスによってインピーダンス値１０７となり、次にキャパシタ６０によってインピーダンス１０８へと変化させ、インダクタンス６５ａとインダクタンス６５ｂとの合成インダクタンスによってインピーダンス１０９へと変化させ、最後にキャパシタ６１によって７５オームである中心１１０に近いインピーダンス１１１へ変化させるものであった。
【００５３】
次に、ＶＨＦハイバンドを受信する場合には、入力端子２２とグランド間にインダクタ６２ａのみが挿入されるので、ＶＨＦローバンド受信時に比べそのインダクタンス値は小さくなる。従って、ＶＨＦハイのハイエンド受信時には、入力側のインピーダンスはインピーダンス値１１２となり、アンテナ２１のＶＨＦハイのハイエンドにおけるインピーダンス１１３と略整合が取れることとなる。次にキャパシタ６０によってインピーダンス１１４へと変化させ、インダクタ６５ａによってインピーダンス１１５へと変化させ、最後にキャパシタ６１によって７５オームである中心１１０に近いインピーダンス１１６へ変化させるものであった。
【００５４】
最後にＵＨＦ帯の信号を受信時について図８を用いて説明する。図８において、１２０はＵＨＦ帯の信号を受信する場合のアンテナ２１のインピーダンスである。このようにＵＨＦ帯の最も高い周波数（ＵＨＦ帯のハイバンド）近傍では、アンテナ２１の電気長がλ／４に近くなるので、アンテナ２１のインピーダンスは、インダクタンス性となる。そしてＵＨＦ受信時に整合器２３の各インダクタは全てキャパシタンス性を示すので、整合器２３のインピーダンスをアンテナ２１のインピーダンスの複素数領域に近づけ易くなる。
【００５５】
なお、ＵＨＦ帯のローエンド近傍においては、アンテナ２１と整合器２３のインピーダンスは共にキャパシタンス性を示すので、整合は取れない。しかしコンデンサによるインピーダンスは周波数の大きさに反比例するので、ＵＨＦ帯の信号に対してキャパシタンス成分のみで構成された整合器２３は、ＵＨＦ帯のように高い周波数に対するインピーダンスが小さくなり、信号のロスを小さくすることができる。
【００５６】
なお、本実施の形態１において、インダクタ６２ａは８２ｎＨであり、インダクタ６２ｂは４４０ｎＨであり、インダクタ６５ａは、１２０ｎＨであり、インダクタ６５ｂは３３０ｎＨであり、キャパシタ６０を２ｐＦとし、キャパシタ６１を６ｐＦとすることによってＶＨＦローバンドとＶＨＦハイバンドの双方に対して整合が取れるとともに、ＵＨＦ帯の信号のロスが小さな整合器を実現している。
【００５７】
以上の構成によって、ＶＨＦ帯の信号受信時におけるアンテナ２１から見た整合器２３のインピーダンスを、各バンドに対するアンテナ２１のインピーダンスとを合わせることができ、かつ電子チューナ２５から見た整合器２３のインピーダンスを、電子チューナ２５のインピーダンスと整合させることができる。つまり本整合器２３は、ＶＨＦ帯のローバンドとＶＨＦ帯のハイバンドの２回路の切換えによって、ＶＨＦ帯のローバンドとＶＨＦ帯のハイバンドとの夫々に対して整合が取れるとともに、ＵＨＦ帯の信号に対してはキャパシタンス性となるので、夫々の帯域の信号に対する損失は小さくなる。従って整合器２３は、非常に簡単な回路構成によって、各バンドの信号を電子チューナへ信号をロスなく伝達することができるので、小型かつ低価格な整合器を実現することができる。
【００５８】
また、この整合器２３でＶＨＦローバンドを受信する場合にはＶＨＦハイバンドの信号に対しては整合が取れないので、ＶＨＦローバンドを受信する場合にはＶＨＦハイバンドの信号は通過し難くなる。逆にＶＨＦハイバンドを受信する場合にはＶＨＦローバンドの信号に対して整合は取れないので、ＶＨＦハイバンドを受信する場合にはＶＨＦローバンドの信号は通過し難くなる。これにより、電子チューナ２５等のローパスフィルタ２８の前に整合器２３が接続されているので、単同調フィルタ４１，４６や複同調フィルタ４３，４８，５２等の入力フィルタの減衰特性を緩和することができ、これらの入力フィルタを簡素化することもできる。従ってチューナの低価格化が実現できるとともにアンテナに入力された信号をチューナへロスなく取り込むことができる。
【００５９】
さらに、本実施の形態１における整合器２３によれば、４分の１波長よりも十分に短いアンテナに接続しても整合を取ることができるので、小型のアンテナを使用することができる。
【００６０】
さらにまた、スイッチ６４，６７は信号路上に設けられていないので、このスイッチによる信号のロス等は発生しない。
【００６１】
（実施の形態２）
以下本実施の形態２について図を用いて説明する。図９は、本実施の形態２における整合器の回路図であり、図１０はその部品配置図である。図９、図１０において、図１２や、図１と同じものについては同じ番号を付しその説明は省略する。図９において、第１のインダクタ６２はインダクタ１３０とインダクタ１３１とインダクタ１３２との直列接続体により構成され、入力端子２２側よりこの順で接続されているものである。また、第２のインダクタ６５は、インダクタ１３３とインダクタ１３４とインダクタ１３５との直列接続体によって構成されている。
【００６２】
さらにスイッチ６４，６７は、３つのダイオードで構成された回路で形成されており、接続点６３と接続点６６との間にコンデンサ１３６とコンデンサ１３７の直列接続体が挿入され、これらコンデンサ１３６とコンデンサ１３７の間にダイオード１３８が挿入される。そして、このダイオード１３８のカソード側には第２のダイオード１３９のアノード側が接続され、一方ダイオード１３９のカソード側はグランドに接続される。また、ダイオード１３８のアノード側には第３のダイオード１４０のカソード側が接続され、ダイオード１４０のアノード側は抵抗を介して制御端子６８に接続されている。
【００６３】
なお、コンデンサ１３６，１３７は、制御信号である直流信号が入力端子や出力端子へ流れることを防止するために設けてある。さらに、ダイオード１３８は、ダイオード１３９がオフの場合に接続点６３と接続点６６との間に高周波信号が流れるのを防止するために設けられている。最後にダイオード１４０は、高周波信号が制御端子６８から流れ出すのを防止する為に設けられている。そしてＶＨＦハイバンドを受信する場合には、制御端子６８に５Ｖの電圧を供給することで、ダイオード１３８，１３９と１４０がオンとなり、ＶＨＦローバンド受信時は制御端子を０Ｖとしておけばダイオード１３８，１３９と１４０はオフとなる。
【００６４】
そしてこれらの回路は図１０に示されるように、チップ部品によって構成され、これらのチップ部品をリフロー半田付けによって両面プリント基板１５１に装着し、半田付けすることによって接続・固定されている。そしてこの整合器の入力端子２２や出力端子２４や、制御端子６８とグランド端子とはスルーホール端子によって形成されている。なお、整合器２３にはカバー（図示せず）が装着され、そのカバーの脚部とグランド端子とが半田付けされることによって、シールドされることとなる。
【００６５】
なお、本実施の形態２におけるコンデンサ６０は２ｐＦであり、コンデンサ６１は６ｐＦとなっている。また、各インダクタの定数は、（表３）に示されるようにすることでＶＨＦローバンド、ＶＨＦハイバンドの双方で整合が取れ、かつＵＨＦ帯の信号の減衰の小さな整合器を実現している。
【００６６】
【表３】

【００６７】
この（表３）には、ＶＨＦ帯ローバンドの周波数を代表し１００ＭＨｚを、そしてＶＨＦハイバンド周波数の周波数を代表し２００ＭＨｚを、ＵＨＦを代表して５００ＭＨｚの周波数に対する各インダクタの実測値を記載してある。ここで、インダクタ１３０（Ｌ１０）は、本来であればＵＨＦ帯においてはキャパシタンス性を示さなければならない。しかしながらインダクタンス１３０の値は２３８０ｎＨであり、インダクタンス性を示している。これは、インダクタンス１３０に対しＶＨＦ帯ローバンドとＶＨＦ帯ハイバンドの双方に対して最適なインダクタンスを選定した結果、インダクタンス１３０単独ではＵＨＦ帯においてインダクタンス性となってしまったものである。つまりこのインダクタ１３０の自己共振周波数は、ＵＨＦ帯の周波数の中に入ってしまっていることとなる。
【００６８】
従って、本実施の形態２においては、このインダクタ１３０とこのインダクタ１３０に半田を介して基板導体１５２による微少インダクタンスが接続される。これによりインダクタ１３０と基板導体１５２によって形成される合成インダクタの共振周波数は、低い方に変化し、ＵＨＦ帯の周波数に対してキャパシタンス性を示すこととなる。なお、基板導体１５２による微少インダクタンスは、非常に小さいのでＶＨＦ帯の周波数に対しての影響は非常に小さい。
【００６９】
つまり、常に全ての条件を満足したような最適な定数があるとは限らず、その場合にはＶＨＦ帯の周波数でインダクタンス性を示すとともに、ＶＨＦハイバンドとＶＨＦローバンドの周波数に対する整合が最適となるような定数を選定する。そしてその状態でインダクタ１３０が、ＵＨＦ帯の周波数に対してはインダクタンス性を示している場合には、キャパシタンス性を示すように基板導体１５２を適宜決定してやればよい。
【００７０】
これによって、実際に使用するインダクタの定数がＵＨＦ帯の周波数に対してキャパシタンス性を示さないような値であっても、容易にＵＨＦ帯の周波数に対してキャパシタンス性とすることができる。またこのことは、使用するインダクタの定数の選択できる範囲を大きくできることを意味している。
【００７１】
なお、夫々のインダクタはパターンにリフロー半田付けされているので、リフロー半田付けによるセルフアライメント効果で夫々のインダクタの装着位置は精度良く略一定の場所に半田付けされることとなる。従って、基板導体１５２によって形成される微少インダクタンス値も略一定となるので、第１のインダクタの自己発信周波数を安定させることができ、整合器の製造品質が安定する。
【００７２】
（実施の形態３）
以下本実施の形態３について図を用いて説明する。図１１は、本実施の形態２の整合器を用いた高周波受信装置の断面図である。図１１において２１はアンテナであり、このアンテナ２１の端部に設けられた固定部２１ａは高周波受信装置の本体ケース１６０に固定されている。そしてこの端部２１の先端部２１ｂで、本体ケース１６０内に収められたプリント基板１６１へ半田１６２によって接続されている。なお、アンテナ２１の本体部２１ｃと固定部２１ａとの間には可動部１６３を有した構成となっている。この可動部は、図１１のようにＡ方向とＢ回転の２軸の方向に回転自在に軸支されている。一方、プリント基板１６１上には整合器２３が搭載され、半田１６２によってアンテナ２１と入力端子２２とが電気的に接続される。
【００７３】
以上のように構成された高周波受信装置は、アンテナ２１の指向性による受信感度の低下を補うために、可動部１６３を動かして受信感度が最適となるようにするわけである。しかしながら、本実施の形態３では軸支された可動部１６３を有しているので、接触抵抗が存在し高周波的に微少な抵抗値が存在することとなる。従って、このアンテナ２１の可動部１６３による抵抗値によるインピーダンスと整合器２３の回路における抵抗成分のインピーダンス値とを略同じとなるようにすることにより、非常に小さなインピーダンスのアンテナ２１との整合を取りやすくなる。
【００７４】
本発明の整合器を用いれば、整合器の回路は簡単であり、小型化できるので、高周波受信装置を小型化することができる。さらに、可動部１６３による抵抗値によるインピーダンスと整合器２３の回路における抵抗成分のインピーダンス値とを略同じとなるようにすることにより、アンテナ２１は、受信周波数のλ／４よりも十分に小さな電気長のアンテナを用いても電子チューナ２５との間での整合が取れるので、小型なアンテナを使用することができる。
【００７５】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、入力端子と出力端子との間に接続されたキャパシタと、このキャパシタの入力とグランドとの間に接続された第１のインダクタと、前記キャパシタの出力とグランドとの間に接続された第２のインダクタと、前記ＶＨＦ帯のローバンドと前記ＶＨＦ帯のハイバンドとを切換える切換手段とを備え、前記切換手段は少なくとも前記第１のインダクタの値を切換え、この第１のインダクタが前記ＶＨＦ帯のローバンドと前記ＶＨＦ帯のハイバンドではインダクタンス性を示すとともに前記ＵＨＦ帯ではキャパシタンス性を示すものである。
【００７６】
これにより、ＶＨＦ帯のローバンドとＶＨＦ帯のハイバンドの２回路の切換えのみで、ＶＨＦ帯のローバンドとＶＨＦ帯のハイバンドとの夫々に対して整合が取れるとともに、ＵＨＦ帯に対してもキャパシタンス性となるので、損失が少なく夫々の信号を伝達することができ、回路を簡素化することができ、小型かつ低価格な整合器を実現することができる。
【００７７】
また、この整合器をチューナ等の入力フィルタの前に接続すれば、入力フィルタを簡素化することができるので、チューナの低価格化が実現できるとともにアンテナに入力された信号をチューナへ効率よく取り込むことができる。
【００７８】
更に、４分の１波長よりも十分に短いアンテナに接続しても、整合を取ることができるので、小型のアンテナを使用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１における整合器のブロック図
【図２】同、第３のインダクタと第４のインダクタのリアクタンス特性図
【図３】同、ＶＨＦローバンド受信時の等価回路図
【図４】同、ＶＨＦハイバンド受信時の等価回路図
【図５】同、ＵＨＦ受信時の等価回路図
【図６】同、ＵＨＦ受信時の等価回路図
【図７】同、ＶＨＦ受信時におけるアンテナと整合器のスミスチャート
【図８】同、ＵＨＦ受信時におけるアンテナと整合器のスミスチャート
【図９】本実施の形態２における整合器の回路図
【図１０】同、部品配置図
【図１１】本実施の形態３における整合器を用いた高周波受信装置の説明図
【図１２】従来の整合器のブロック図
【符号の説明】
２２入力端子
２３整合器
２４出力端子
６２第１のインダクタ
６４第１のスイッチ
６５第２のインダクタ

Claims

ＶＨＦ帯のローバンドとＶＨＦ帯のハイバンドとＵＨＦ帯の信号が入力される整合器であって、入力端子と出力端子との間に接続されたキャパシタと、このキャパシタの入力とグランドとの間に接続された第１のインダクタと、前記キャパシタの出力とグランドとの間に接続された第２のインダクタと、前記ＶＨＦ帯のローバンドと前記ＶＨＦ帯のハイバンドとを切換える切換手段とを備え、前記切換手段は少なくとも前記第１のインダクタの値を切換え、この第１のインダクタが前記ＶＨＦ帯のローバンドと前記ＶＨＦ帯のハイバンドではインダクタンス性を示すとともに前記ＵＨＦ帯ではキャパシタンス性を示す整合器。
切換手段で第２のインダクタの値を切換え、この第２のインダクタが前記ＶＨＦ帯のローバンドと前記ＶＨＦ帯のハイバンドではインダクタンス性を示すとともに前記ＵＨＦ帯ではキャパシタンス性を示す請求項１に記載の整合器。
第１のインダクタを第３のインダクタと第４のインダクタの直列接続体で形成し、前記第３のインダクタと前記第４のインダクタの接続点を切換手段でグランドに接続する請求項１に記載の整合器。
第４のインダクタを第５のインダクタと第６のインダクタの直列接続体で形成した請求項３に記載の整合器。
第３のインダクタと第４のインダクタとはパターンで接続されるとともにリフロー半田付けされた請求項３に記載の整合器。
第３のインダクタと、この第３のインダクタに接続されたパターンとでＵＨＦ帯においてキャパシタタンス性を示す請求項３に記載の整合器。
切換手段によりＶＨＦ帯のハイバンドを受信する場合において、第３のインダクタの自己共振点は前記ＶＨＦ帯のハイバンドとＵＨＦ帯との間に設定された請求項３に記載の整合器。
切換手段によりＶＨＦ帯のローバンドを受信する場合において、第３のインダクタと第４のインダクタの合成された自己共振点は前記ＶＨＦ帯のローバンドとＵＨＦ帯との間に設定された請求項３に記載の整合器。
整合器の入力端子に接続されるアンテナの抵抗と、前記整合器の入力端子側から見た抵抗とを略等しくした請求項１に記載の整合器。
ＶＨＦ帯でキャパシタンス性を示すとともにＵＨＦ帯ではインダクタンス性を示すアンテナに接続される整合器であって、入力端子と出力端子との間に接続されたキャパシタと、このキャパシタの入力とグランドとの間に接続された第１のインダクタと、前記キャパシタの出力とグランドとの間に接続された第２のインダクタとを備え、前記第１のインダクタが前記ＶＨＦ帯ではインダクタンス性を示すとともに前記ＵＨＦ帯ではキャパシタンス性を示す整合器。