JP2006180047A - アンテナチューナ - Google Patents

Abstract

【課題】インピーダンス整合範囲が広いアンテナチューナを提供する。
【解決手段】インピーダンス整合回路を構成する可変コンデンサ４および５とタップ付きインダクタ６とを備えて、インピーダンス整合動作開始時から可変コンデンサ４および５の静電容量を順次変更して同調点が検出されかつＳＷＲ値が予め定めた所定値以下と判別されたときインピーダンス整合がとれたとするアンテナチューナにおいて、インピーダンス整合開始時から予め定めた所定期間を過ぎても同調点が検出されないとき、またはＳＷＲ値が予め定めた所定値以下にまで低下しないとき、タップ選択手段１２によるタップ付きインダクタ６の選択タップを変更してインピーダンス整合動作を行い、このインピーダンス整合動作によって同調点が検出されかつＳＷＲ値が前記予め定めた所定値以下にまで低下したときインピーダンス整合がとれたとする。
【選択図】 図１

Description

本発明は送受信機とアンテナとの間に介挿されてアンテナの給電点インピーダンスと送信機終段増幅器の最適インピーダンスとのインピーダンス整合をとるアンテナチューナに関する。

従来のアンテナチューナＡは、図２に示すように送信機の出力端からアンテナまでの間に、送信出力電流を検出する電流検出器１と、送信出力電圧を検出する電圧検出器２と、ＳＷＲ判定のために進行波／反射波電圧を検出するＣＭカプラ３と、可変コンデンサ４と、可変コンデンサ５と、可変コンデンサ４と５とに間に一端が接続されて可変コンデンサ４および５と共にＴ型のインピーダンス整合部を構成するタップ付きインダクタ６とを備えている。

アンテナチューナＡにはさらに、制御回路１５Ａを備えている。制御回路１５Ａには電流検出器１からの検出出力および電圧検出器２からの検出出力を受けて振幅比較をする振幅比較手段７と、電流検出器１からの検出出力および電圧検出器２からの検出出力を受けて位相比較をする位相比較手段８と、ＣＭカプラ３からの出力に基づいてＳＷＲ値が予め定めた所定値以下に達したか否かを判定するＳＷＲ判定手段９と、ＳＷＲ値が所定値以下に達したとき可変コンデンサ４および５の静電容量の変更を停止させる切替手段１０−１および１０−２と、図示しないメモリとを機能的に備え、送信機の運用周波数に対する送信周波数帯に基づきタップ付きインダクタ６のタップを選択するように構成してある。

上記のように構成されたアンテナチューナＡでは、送受信機の運用周波数に対する送信周波数帯の設定が指示されると、またはアンテナチューナＡの動作開始が指示されると、制御回路１５Ａの制御の下に、送信周波数の運用周波数に対する送信周波数帯に基づきタップ付きインダクタ６のタップが選択され、送信が開始されると共に、可変コンデンサ４および５の静電容量のスタート値が設定されて、該スタート値から可変コンデンサ４および５の静電容量の変更動作が開始され、振幅比較手段７による振幅比較結果および位相比較手段８による位相比較結果に基づき同調点の検出が行われ、同調点が検出されると可変コンデンサ４および５の静電容量の変更動作が停止され、ＳＷＲ判定手段による判定結果からＳＷＲ値が所定値以下か否かが検出され、所定値以下の時はチューニング終了としてそのときの可変コンデンサ４および５の静電容量の値が記憶されて、インピーダンス整合動作終了となる。

同調点が検出されないときは可変コンデンサ４および５の静電容量の変更動作が継続されて同調点が探され、可変コンデンサ４および５の静電容量の変更が終了位置にまで達したのに同調点が検出されないときは可変コンデンサ４および５の静電容量のスタート値が変更され、変更されたスタート値から繰り返して静電容量の変更動作が繰り返され、また同調点が検出されたがＳＷＲ値が所定値以下でないと判定されたときも可変コンデンサ４および５の静電容量の変更スタート値が変更されて、変更されたスタート位置から繰り返して変更動作を行い、この繰り返し回数が予め定めた回数に達したときは、インピーダンス整合不能としてインピーダンス整合動作を終了させている。（例えば、特許文献１参照）。
実公平７−３７３９１号公報

しかしながら、従来のアンテナチューナはタップ付きインダクタのインダクタンスは送信周波数帯によって定められて、送信周波数帯が変えられなければ変更されることはなく、インダクタンス一定の状態で可変コンデンサの静電容量を変化させるものであるため、インピーダンス整合範囲が狭く、インピーダンスが５０Ωから極端に離れたアンテナに対してはとインピーダンス整合がとれないという問題点があった。

また、従来のアンテナチューナは、可変コンデンサに回転式のエアバリコンを想定し、エアバリコンを使用したときの特有の問題である同調が急峻で同調点が検出できない場合や、慣性力によって停止できない場合を想到してこれを解決しようとするものであった。すなわち、インピーダンス整合範囲内にあるにもかかわらず、バリコンにかかわる問題のためにインピーダンス整合不能と判断するのを解決しているのみであって、インピーダンス整合範囲を拡大することはできないという問題点があった。

本発明は、インピーダンス整合範囲が広いアンテナチューナを提供することを目的とする。

本発明にかかるアンテナチューナは、インピーダンス整合回路を構成する可変コンデンサとタップ付きインダクタとを備えて、インピーダンス整合動作開始時から可変コンデンサの静電容量を順次変更して同調点が検出されかつＳＷＲ値が予め定めた所定値以下と判別されたときインピーダンス整合がとれたとするアンテナチューナにおいて、インピーダンス整合動作開始時送信機の送信周波数帯に基づいてタップ付きインダクタのタップを選択するタップ選択手段と、インピーダンス整合動作の開始時から予め定めた所定期間を計時する計時手段と、計時手段による計時が前記予め定めた所定時間内において同調点が検出されかつＳＷＲ値が予め定めた所定値以下にまで低下したときインピーダンス整合がとれたとしてインピーダンス整合動作を停止させる第１のインピーダンス整合停止手段と、計時手段による計時が前記予め定めた所定期間を過ぎても同調点が検出されないとき、またはＳＷＲ値が前記予め定めた所定値以下にまで低下しないときはタップ選択手段によるタップ付きインダクタの選択タップを変更してインピーダンス整合動作を行い、このインピーダンス整合動作によって同調点が検出されかつＳＷＲ値が前記予め定めた所定値以下にまで低下したときインピーダンス整合がとれたとしてインピーダンス整合動作を停止させる第２のインピーダンス整合停止手段とを備えたことを特徴とする。

本発明にかかるアンテナチューナによれば、インピーダンス整合動作開始時送信機の送信周波数帯に基づいてタップ付きインダクタのタップが選択され、インピーダンス整合動作の開始時から予め定めた所定期間の計時が開始され、計時手段による計時が前記予め定めた所定時間内において同調点が検出されかつＳＷＲ値が予め定めた所定値以下にまで低下したときインピーダンス整合がとれたとして可変コンデンサの静電容量の変更動作は停止させられる。また、計時手段による計時が前記予め定めた所定期間を過ぎても同等点が検出されないとき、またはＳＷＲ値が前記予め定めた所定値以下にまで低下しないときは、タップ選択手段によるタップ付きインダクタの選択タップが変更されてインピーダンス整合動作が行われ、このインピーダンス整合動作によって同調点が検出されかつＳＷＲ値が前記予め定めた所定値以下にまで低下したときインピーダンス整合がとれたとして可変コンデンサの静電容量の変更動作は停止させられる。

したがって、本発明にかかるアンテナチューナによれば、計時手段による計時が前記予め定めた所定期間を過ぎても同調点が検出されないとき、またはＳＷＲ値が前記予め定めた所定値以下にまで低下しないときは、タップ選択手段によるタップ付きインダクタの選択タップが変更されてインピーダンス整合動作が行われるために、インピーダンス整合範囲は拡大されることになる。

以下、本発明にかかる無線通信機を実施の形態によって説明する。

図１は本発明の実施の形態にかかるアンテナチューナの構成を示すブロック図であり、図２に示したアンテナチューナＡと同一構成要素には同一の符号を付して示してある。

本発明の実施の形態にかかるアンテナチューナＢは、図１に示すように送信機の出力端からアンテナまでの間に、送信出力電流を検出する電流検出器１と、送信出力電圧を検出する電圧検出器２と、ＳＷＲ判定のために進行波／反射波電圧を検出するＣＭカプラ３と、可変コンデンサ４と、可変コンデンサ５と、可変コンデンサ４と５とに間に一端が接続されて可変コンデンサ４および５と共にＴ型のインピーダンス整合部を構成するタップ付きインダクタ６とを備えている。

アンテナチューナＢにはさらに、制御回路１５Ｂを備えている。

制御回路１５Ｂには電流検出器１からの検出出力および電圧検出器２からの検出出力を受けて振幅比較をする振幅比較手段７と、電流検出器１からの検出出力および電圧検出器２からの検出出力を受けて位相比較をする位相比較手段８と、ＣＭカプラ３からの出力に基づいてＳＷＲ値が予め定めた所定値以下に達したかを判定するＳＷＲ判定手段９と、インピーダンス整合動作開始時から予め定めた所定期間を計時する計時手段１１と、インピーダンス整合動作開始時送信機の送信周波数帯に基づいてタップ付きインダクタ６のタップを選択するタップ選択手段１２とを備えている。

制御回路１５Ｂには、さらに、計時手段１１による計時が前記予め定めた所定時間内において同調点が検出されかつＳＷＲ値が予め定めた所定値以下にまで低下したときインピーダンス整合がとれたとして可変コンデンサ４および５の静電容量の変更動作を停止させてインピーダンス整合動作を停止させるインピーダンス整合停止手段１３と、計時手段１１による計時が前記予め定めた所定期間を過ぎても同調点が検出されないとき、またはＳＷＲ値が前記予め定めた所定値以下にまで低下しないときはタップ選択手段１２によるタップ付きインダクタ６の選択タップを予め定めたプログラムにしたがう選択タップに変更したうえで可変コンデンサ４および５の静電容量の変更動作を行うインピーダンス整合動作を行い、このインピーダンス整合動作によって同調点が検出されかつＳＷＲ値が前記予め定めた所定値以下にまで低下したときインピーダンス整合がとれたとして可変コンデンサ４および５の静電容量の変更動作を停止させてインピーダンス整合動作を停止させるインピーダンス整合停止手段１４と、図示しないメモリとを機能的に備えている。

上記のように構成されたアンテナチューナＢでは、送受信機の運用周波数に対する送信周波数帯の設定が指示されると、またはアンテナチューナＢの動作開始が指示されると、制御回路１５Ｂの制御の下に、送信周波数の運用周波数に対する送信周波数帯に基づきタップ付きインダクタ６のタップが選択され、送信が開始されると共に、可変コンデンサ４および５の静電容量の変更動作が開始されてインピーダンス整合動作が開始される。インピーダンス整合動作の開始と共に計時手段１１による計時が開始され、振幅比較手段７による振幅比較結果および位相比較手段８による位相比較結果に基づき同調点の検出が行われる。

計時手段１１による計時が予め定められた所定期間内に同調点が検出されると可変コンデンサ４および５の静電容量の変更動作が停止され、ＳＷＲ判定手段９による判定結果からＳＷＲ値が所定値以下か否かが検出され、ＳＷＲ値が所定値以下のときにはインピーダンス整合がとれたとして可変コンデンサ４および５の静電容量の変更が停止させられて、そのときにおける可変コンデンサ４および５の静電容量が記憶されて、インピーダンス整合動作終了となる。

計時手段１１による計時が前記予め定めた所定期間を過ぎても同調点が検出されないとき、またはＳＷＲ値が前記予め定めた所定値以下にまで低下しないときは、タップ選択手段１２によるタップ付きインダクタの選択タップが予め定めたプログラムにしたがう選択タップに変更されうえで可変コンデンサ４および５の静電容量の変更を行うインピーダンス整合動作が行われ、このインピーダンス整合動作によって同調点が検出されかつＳＷＲ値が前記予め定めた所定値以下にまで低下したときインピーダンス整合がとれたとして可変コンデンサ４および５の静電容量の変更が停止させられて、そのときにおける可変コンデンサ４および５の静電容量が記憶されて、インピーダンス整合動作終了となる。

上記後者の場合によるインピーダンス整合動作においては、タップ付きインダクタ６のタップ位置は送信周波数帯に対する時のタップ付きインダクタ６のタップ位置から変更されているため、そのインダクタンスは変更された状態であり、インピーダンス整合範囲は拡大された状態となる。

以上説明したように本発明のアンテナチューナによれば、インピーダンス整合部を構成するインダクタンスが変更されてインピーダンス整合動作が行われるために、インピーダンス整合範囲が拡大されることになる。

本発明の実施の形態にかかるアンテナチューナの構成を示すブロック図である。 従来のアンテナチューナの構成を示すブロック図である。

符号の説明

Ｂ アンテナチューナ
１ 電流検出器
２ 電圧検出器
３ ＣＭカプラ
４および５ 可変コンデンサ
６ タップ付きインダクタ
７ 振幅比較手段
８ 位相比較手段
９ ＳＷＲ判定手段
１１ 計時手段
１２ タップ選択手段
１３および１４ インピーダンス整合停止手段
１５Ｂ 制御回路

Claims (1)

1. インピーダンス整合回路を構成する可変コンデンサとタップ付きインダクタとを備えて、インピーダンス整合動作開始時から可変コンデンサの静電容量を順次変更して同調点が検出されかつＳＷＲ値が予め定めた所定値以下と判別されたときインピーダンス整合がとれたとするアンテナチューナにおいて、インピーダンス整合動作開始時送信機の送信周波数帯に基づいてタップ付きインダクタのタップを選択するタップ選択手段と、インピーダンス整合動作の開始時から予め定めた所定期間を計時する計時手段と、計時手段による計時が前記予め定めた所定時間内において同調点が検出されかつＳＷＲ値が予め定めた所定値以下にまで低下したときインピーダンス整合がとれたとしてインピーダンス整合動作を停止させる第１のインピーダンス整合停止手段と、計時手段による計時が前記予め定めた所定期間を過ぎても同調点が検出されないとき、またはＳＷＲ値が前記予め定めた所定値以下にまで低下しないときはタップ選択手段によるタップ付きインダクタの選択タップを変更してインピーダンス整合動作を行い、このインピーダンス整合動作によって同調点が検出されかつＳＷＲ値が前記予め定めた所定値以下にまで低下したときインピーダンス整合がとれたとしてインピーダンス整合動作を停止させる第２のインピーダンス整合停止手段とを備えたことを特徴とするアンテナチューナ。
   
   
   

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