JP2006314012A - 整合器 - Google Patents

Abstract

【課題】 可変インダクタンス及び可変容量から成る整合回路２２を用いて、インピーダンスを整合する整合器３で、整合を取るための調整処理に要する時間を短縮する。
【解決手段】 可変インダクタンスの値に関して周波数に応じて２分岐探索を行う最大の範囲を記憶する手段２３と、可変容量の値に関して２分岐探索を行う最大の範囲を記憶する手段２３と、Ｒ極性及びφ極性を検出する手段２１、２３と、整合度を検出する手段２１、２３と、Ｒ極性に基づいて記憶範囲を参照して可変インダクタンスの値に関して２分岐探索を行う処理や、φ極性に基づいて記憶範囲を参照して可変容量の値に関して２分岐探索を行う処理を行って、整合度が所定の値になるように可変インダクタンスの値や可変容量の値を調整する手段２３を備えた。
【選択図】 図２

Description

本発明は、インピーダンスの整合を取る整合器に関し、特に、整合を取るための調整処理に要する時間を短縮した整合器に関する。

例えば、無線機がアンテナを用いて無線通信を行う無線通信装置では、無線機とアンテナとの間に整合器を備えて、当該整合器により無線機とアンテナとのインピーダンス整合を取ることが行われている。
このような整合器では、１個或いは複数個の整合回路を有し、整合回路により整合を取るための整合シーケンスが設定される。そして、整合器では、設定された整合シーケンスに従ってインピーダンスを整合点に収束させる調整処理を行う。整合回路は可変容量と可変インダクタンスを組み合わせて構成されており、調整処理では整合回路の可変容量の値Ｃや可変インダクタンスの値Ｌを調整することが行われる。

図７を参照して、可変容量の値や可変インダクタンスの値について行われるステップ探索の処理や２分岐探索の処理の例を示す。
本例では、パラメータとなる値（パラメータ値）が全部で２００ビットの範囲の値を取り得るとし、値の開始点から１ステップを１０ビット間隔として（１）〜（２０）の区切りの点を想定する。（２０）の点は値が最大となる最終点となる。
また、本例では、目標点が（１３）の点と（１４）の点との間に存在する。
また、本例では、Ｒ極性や位相極性（φ極性）を使用する。
ここで、Ｒ極性は、検出回路により検出されたインピーダンス電圧を５０オーム（Ω）の時の電圧と比較して、大きいか或いは小さいかに応じて“１”或いは“０”という極性を持たせたものである。
また、位相極性は、検出回路により検出された位相電圧を誘導性でもなく容量性でもない０の部分と比較して、位相電圧が正（プラス）の電圧である場合には容量性を表す“１”という極性を持たせ、位相電圧が負（マイナス）の電圧である場合には誘導性を表す“０”という極性を持たせたものである。

ステップ探索では、パラメータ値を１ステップ又は数ステップの割合で増加若しくは減少させて、極性の変化（Ｒ極性の変化、或いは、位相極性の変化）を検査する。
ステップ探索で極性が反転したことを判定した場合には、極性反転したｎ回目のステップと前回の（ｎ−１）ステップとの間に極性反転する部分があることになるため、これらのステップ間のビット（対象ビット）を２分岐探索する。
２分岐探索では、対象ビット内における前半のビットと後半のビットとのいずれに極性反転部分があるかを調べ、続けて、同様に、極性反転部分がある方のビットを半分に分けていずれに極性反転部分があるかを調べ、このような処理を続けることで、最後の１ビットまで追い込み、極性反転部分を１ビット範囲まで追い込んで見つけ出す。
具体例として、図７では、１ステップずつの探索（１ステップ探索）の処理を１４回行うと（１３）ステップ目と（１４）ステップ目との間に目標点（極性反転部分）が存在することを検出し、続いて、２分岐探索の処理を３回行うとおよそ１ビットの範囲で目標点を検出することができ、この例では、計１７回の処理で目標点の判定が完了する。

図８及び図９を参照して、整合回路について行われる整合シーケンスの処理の手順の一例を示す。
なお、本例では、整合回路として、無線機とアンテナとを接続する線路上に例えば可変コンデンサから成る可変容量を有しており、当該可変容量よりアンテナの側の点と接地点（グラウンド）との間に例えば可変コイルから成る可変インダクタンスを有しているものを用いた場合の例を示す。
概略的には、整合動作における最初の可変方法としてステップ探索による粗調を行い、インピーダンス（Ｒ）或いは位相（φ）について検出される極性が反転する点を探し出し、その後、その極性が反転するステップ内において２分岐探索を行う。
また、整合の程度を確認するために、ＶＳＷＲの値を検出する。ＶＳＷＲは、進行波電力Ｐｆ、反射波電力Ｐｒ、平方根を表す記号ｓｑｒｔを用いて、［｛ｓｑｒｔ（Ｐｆ）＋ｓｑｒｔ（Ｐｒ）｝／｛ｓｑｒｔ（Ｐｆ）−ｓｑｒｔ（Ｐｒ）｝］と表される。ＶＳＷＲの値は、理想的な整合が取られた場合に、１となる。

整合回路の整合シーケンス処理では、初期状態において、可変容量の値Ｃが最大値に設定されているとともに、可変インダクタンスの値Ｌが最小値に設定されている。
ループカウンタのカウント値を０に設定する（ステップＳ４１）。Ｒ極性の判定によりＲ極性が０であるかを判定し（ステップＳ４２）、Ｒ極性が１である場合には整合結果を不可（ＮＧ）として（ステップＳ８３）、処理を終了する。
Ｒ極性が０である場合には、値Ｌを増加させるステップ探索を行い（ステップＳ４３）、Ｒ極性が反転してＲ極性が１になったかを判定する（ステップＳ４４）。Ｒ極性が１にならないまま値Ｌが最大値になったときには（ステップＳ４５）、ＶＳＷＲの値が所定範囲に収まれば（ステップＳ４６）、整合結果が整合取得（ＯＫ）であるとして（ステップＳ８０）、処理を終了する一方、そうでない場合には整合結果を不可（ＮＧ）として（ステップＳ８３）、処理を終了する。

Ｒ極性が反転したら、値Ｌについて２分岐探索を行い（ステップＳ４７）、１ビットの間隔まで追い込み（ステップＳ４８）、ＶＳＷＲの値が所定範囲に収まった場合には（ステップＳ４９）、整合結果が整合取得（ＯＫ）であるとして（ステップＳ８０）、処理を終了する。そうでない場合には、φ極性が１であるかを判定し（ステップＳ５０）、φ極性が１であるときには続く処理を行う一方、そうでないときには整合結果を不可（ＮＧ）として（ステップＳ８３）、処理を終了する。

φ極性が１である場合には、値Ｃを減少させるステップ探索を行い（ステップＳ５１）、φ極性が反転してφ極性が０になったかを判定する（ステップＳ５２）。φ極性が０にならないまま値Ｃが最小値になったときには（ステップＳ５３）、ＶＳＷＲの値が所定範囲に収まれば（ステップＳ５４）、整合結果が整合取得（ＯＫ）であるとして（ステップＳ８０）、処理を終了する一方、そうでない場合には整合結果を不可（ＮＧ）として（ステップＳ８３）、処理を終了する。

φ極性が反転したら、値Ｃについて２分岐探索を行い（ステップＳ５５）、１ビットの間隔まで追い込み（ステップＳ５６）、ＶＳＷＲの値が所定範囲に収まった場合には（ステップＳ５７）、整合結果が整合取得（ＯＫ）であるとして（ステップＳ８０）、処理を終了する。そうでない場合には、Ｒ極性の判定によりＲ極性が０であるかを判定する（ステップＳ５８）。
Ｒ極性が０であるときには値Ｌをステップ間隔で増加させるステップ探索を行い（ステップＳ５９）、Ｒ極性が１であるときには値Ｌをステップ間隔で減少させるステップ探索を行う（ステップＳ６０）。これに際して、Ｒ極性が反転したか否かを調べる（ステップＳ６１）。

Ｒ極性が反転したときには、値Ｌについて２分岐探索を行い（ステップＳ７１）、１ビットの間隔まで追い込み（ステップＳ７２）、ＶＳＷＲの値が所定範囲に収まった場合には（ステップＳ７３）整合結果が整合取得（ＯＫ）であるとして（ステップＳ８０）、処理を終了する。そうでない場合には、φ極性が１であるかを判定する（ステップＳ７４）。
φ極性が１であるときには値Ｃをステップ間隔で減少させるステップ探索を行い（ステップＳ７５）、φ極性が０であるには値Ｃをステップ間隔で増加させるステップ探索を行う（ステップＳ７６）。

これに際して、φ極性が反転したか否かを調べて、反転したときには値Ｃについて２分岐探索を行い（ステップＳ７７）、１ビットの間隔まで追い込み（ステップＳ７８）、ＶＳＷＲの値が所定範囲に収まった場合には（ステップＳ７９）、整合結果が整合取得（ＯＫ）であるとして（ステップＳ８０）、処理を終了する。
そうでない場合には、ループカウンタのカウント値を１だけ増加させて（ステップＳ８１）、このカウント値が６以下であれば前記（ステップＳ５８）の処理へ移行し、このカウント値が７に達したら（ステップＳ８２）、整合結果を不可（ＮＧ）として（ステップＳ８３）、処理を終了する。
なお、本例とは異なる例として、整合回路として、無線機とアンテナとを接続する線路上に例えば可変コンデンサから成る可変容量を有しており、当該可変容量より無線機の側の点と接地点（グラウンド）との間に例えば可変コイルから成る可変インダクタンスを有しているものを用いた場合には、初期状態において、可変容量の値Ｃが最小値に設定される。

特開平８−１８１６２６号公報

しかしながら、上記のような整合器におけるステップ探索では、信号の周波数が低い場合には大きなステップ値で粗調することができてよいが、信号の周波数が高い場合には、１ステップでの挙動が大きくなるため、ステップ探索のステップ値を小さくすることが必要となる。
ここで、従来の整合シーケンスにおいて、最初の可変方法がステップ探索である理由としては、例えば、高周波コンデンサについては周波数により大きな特性の変化はないが、高周波コイルについては、プリント基板に実装していることにより、高い周波数で、基板によるストレー容量の影響が大きくなり、コイルが自己共振してしまい、コイルとして働かなくなる点が周波数により大きく異なるためである。

このため、コイルが自己共振していない点で整合する必要があることから、最初にステップ探索を行って、自己共振する手前の部分で整合させることが行われていた。自己共振の例としては、２ＭＨｚで２０ｕＨまで使用できたものが、１５ＭＨｚで２ｕＨまで使用でき、３０ＭＨｚで０．５ｕＨまで使用できるといったように、周波数が増加するに従って使用することができるコイルのインダクタンス値Ｌの最大値が小さくなる。
また、例えば、信号の周波数が高いときに、複数の整合回路の形の中から整合が取れる形（或いは、整合が取れない形）を見分けるような場合には、ステップ探索において小さいステップ値でインダクタンス値Ｌの最小値から最大値まで随時判定をすることが必要であるため、粗調判定だけでも非常に時間がかかってしまい、整合が取れない形であったときに次の形へ移動する処理などが非常に遅くなっていた。

以上のように、従来の整合器では、ステップ探索が行われてから２分岐探索が行われていたため、整合を取るための調整処理に要する時間が長くなってしまっていた。
本発明は、このような従来の事情に鑑み為されたもので、整合を取るための調整処理に要する時間を短縮することができる整合器を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明に係る整合器では、次のような構成により、第１の機器と第２の機器との間に接続される整合回路を用いて、前記第１の機器から前記第２の機器を見たインピーダンスを整合する。ここで、整合回路は、可変インダクタンス及び可変容量から成る。
すなわち、インダクタンス範囲記憶手段が、前記可変インダクタンスの値に関して、周波数に応じて、２分岐探索を行う最大の範囲を記憶する。容量範囲記憶手段が、前記可変容量の値に関して、２分岐探索を行う最大の範囲を記憶する。極性検出手段が、抵抗分に関するＲ極性及び位相分に関するφ極性を検出する。整合度検出手段が、前記整合の度合いを表す整合度を検出する。そして、調整手段が、前記可変インダクタンスの値に関して２分岐探索を行う処理と、前記可変容量の値に関して２分岐探索を行う処理の一方又は両方を行って、前記検出される整合度が所定の値になるように、前記可変インダクタンスの値と前記可変容量の値の一方又は両方を調整する。ここで、前記可変インダクタンスの値に関する２分岐探索の処理は、前記検出されるＲ極性に基づいて行われ、前記インダクタンス範囲記憶手段に記憶された範囲を参照して行われる。また、前記可変容量の値に関する２分岐探索の処理は、前記検出されるφ極性に基づいて行われ、前記容量範囲記憶手段に記憶された範囲を参照して行われる。

従って、例えば、ステップ探索の処理を行った後に２分岐探索の処理を行う場合と比べて、２分岐探索の処理のみが行われることにより、整合を取るための調整処理に要する時間を短縮することができる。この場合に、インダクタンス範囲記憶手段が備えられることにより、ステップ探索の処理を省略しても、周波数に応じて、可変インダクタンスの値に関する２分岐探索の最大範囲を把握することができる。

ここで、第１の機器及び第２の機器としては、それぞれ、種々なものが用いられてもよい。一例として、第１の機器として無線機が用いられ、第２の機器としてアンテナが用いられる。
また、可変インダクタンスとしては、例えば、インダクタンスの値が可変なコイルが用いられる。
また、可変容量としては、例えば、容量の値が可変なコンデンサが用いられる。
また、整合回路の構成としては、種々なものが用いられてもよい。

また、可変インダクタンスの値に関して２分岐探索を行う最大の範囲としては、例えば、最小値と最大値が記憶されて、その間の範囲が用いられる。また、一般に、周波数が高くなると使用することが可能なインダクタンスの最大値が小さくなることから、最大値は周波数に応じた値に設定される。
なお、周波数としては、例えば、整合器を通過する信号の周波数が用いられる。信号の周波数を検出して当該周波数を特定する機能や、外部の人や装置からの入力に応じて周波数を特定する機能が、周波数特定手段として整合器に備えられてもよい。
また、可変容量の値に関して２分岐探索を行う最大の範囲としては、例えば、最小値と最大値が記憶されて、その間の範囲が用いられる。

また、２分岐探索を行う最大の範囲を規定する最小値と最大値としては、例えば、これらがまとめて記憶されてもよく、或いは、これらが別々に記憶されてもよい。
また、可変インダクタンスの値の範囲や可変容量の値の範囲としては、例えば、可変インダクタンスの値自体や可変容量の値自体を用いて記憶されてもよく、或いは、これらの値を制御するための制御値などを用いて、他の形式で記憶されてもよい。

また、Ｒ極性としては、例えば、検出されたインピーダンス電圧を５０オーム（Ω）の時の電圧と比較して、大きいか或いは小さいかに応じて“１”或いは“０”という値が用いられる。
また、φ極性としては、検出された位相電圧を誘導性でもなく容量性でもない０の部分と比較して、正（プラス）の電圧である場合には容量性を表す“１”という値が用いられ、負（マイナス）の電圧である場合には誘導性を表す“０”という値が用いられる。
また、整合度としては、種々な値が用いられてもよく、例えば、検出される進行波電力Ｐｆと検出される反射波電力Ｐｒを用いて算出されるＶＳＷＲの値を用いることができる。
また、整合度が所定の値になるようにする場合における当該所定の値としては、例えば、整合が十分に良好に取られていることを示す値が用いられ、範囲を持った値が用いられてもよい。

また、２分岐探索の処理では、可変インダクタンスの値や可変容量の値に関して、例えば、対象となる範囲を２分岐していずれの部分に整合状態が良好な点があるかを判定し、整合状態が良好な点がある部分を次の2分岐の対象範囲とすることを繰り返すことで、対象範囲を次第に狭めていくような処理が行われる。
また、２分岐探索の処理では、可変インダクタンスの値や可変容量の値に関して、例えば、記憶された２分岐探索を行う最大の範囲が初期の対象範囲として用いられてもよく、或いは、現在の設定値と記憶された最小値との間の範囲が初期の対象範囲として用いられてもよく、或いは、現在の設定値と記憶された最大値との間の範囲が初期の対象範囲として用いられてもよい。このような２分岐探索を行う範囲は、インダクタンス範囲記憶手段に記憶された範囲や容量範囲記憶手段に記憶された範囲を参照して決定され、この場合に、例えば、必要に応じて、記憶された範囲の最小値と最大値の両方が参照されてもよく、或いは、最小値のみが参照されてもよく、或いは、最大値のみが参照されてもよい。
また、整合状態の調整処理においては、その状況に応じて、例えば、可変インダクタンスの値に関する２分岐探索の処理と可変容量の値に関する２分岐探索の処理の一方が行われて、可変インダクタンスの値と可変容量の値の一方が調整される場合があってもよく、或いは、これらの処理の両方が行われて、これらの値の両方が調整される場合があってもよい。

以上説明したように、本発明に係る整合器によると、第１の機器と第２の機器との間に接続される可変インダクタンス及び可変容量から成る整合回路を用いて、前記第１の機器から前記第２の機器を見たインピーダンスを整合するに際して、前記可変インダクタンスの値に関して周波数に応じて２分岐探索を行う最大の範囲を記憶し、前記可変容量の値に関して２分岐探索を行う最大の範囲を記憶し、抵抗分に関するＲ極性及び位相分に関するφ極性を検出し、前記整合の度合いを表す整合度を検出し、前記検出されるＲ極性に基づいて前記インダクタンス範囲記憶手段に記憶された範囲を参照して前記可変インダクタンスの値に関して２分岐探索を行う処理や、前記検出されるφ極性に基づいて前記容量範囲記憶手段に記憶された範囲を参照して前記可変容量の値に関して２分岐探索を行う処理を行って、前記検出される整合度が所定の値になるように、前記可変インダクタンスの値や前記可変容量の値を調整するようにしたため、例えば、ステップ探索の処理を行った後に２分岐探索の処理を行う場合と比べて、整合を取るための調整処理に要する時間を短縮することができる。

本発明に係る一実施例を図面を参照して説明する。
図１には、無線機システムの構成例を示してある。この無線機システムは、例えば、高い周波数（ＨＦ：Ｈｉｇｈ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）の信号を通信する無線通信装置などに設けられている。
本例の無線機システムは、無線機１と、アンテナ（空中線）２と、無線機１とアンテナ２との間に設けられた整合器３を備えている。また、無線機１は、送受信機１１と、増幅器１２を備えている。
本例の無線機システムでは、整合器３が無線機１とアンテナ２との間のインピーダンス整合を取る。そして、送信では送受信機１１から出力される送信信号が増幅器１２により増幅されてアンテナ２から無線により送信され、受信ではアンテナ２により受信された信号が増幅器１２により増幅されて送受信機１１により処理される。

図２には、無線機１とアンテナ２とを整合させる本例の整合器３の機能系統の構成例を示してある。
本例の整合器３は、検出回路２１と、整合回路２２と、制御部２３と、電源部２４を備えている。
本例の整合器３では、無線機１から入力される信号が検出回路２１及び整合回路２２を介してアンテナ２へ出力され、アンテナ２から入力される信号が整合回路２２及び検出回路２１を介して無線機１へ出力される。
電源部２４は、各回路へ電源を供給する。

検出回路２１は、無線機１とアンテナ２との間で送受信される信号に基づいて、進行波の電圧Ｐｆ、反射波の電圧Ｐｒ、位相に関する電圧φ、インピーダンスに関する電圧Ｒを検出し、これらの検出結果を制御部２３へ出力する。
制御部２３は、例えば、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）やメモリを用いて構成されており、検出回路２１により検出された各種の電圧に基づいて、整合回路２２を制御して、整合回路２２により最適な整合が取られるようにする。なお、制御部２３は、例えば、各種の制御信号を整合回路２２へ出力することで整合回路２２を制御し、また、検出電圧に基づいて整合回路２２による整合状態の良し悪しを判定し、この判定結果に基づいて制御を行う。

本例では、制御部２３は、検出されるインピーダンス電圧Ｒに基づいて、Ｒ極性が１である（すなわち、５０オームの時の電圧より大きい）か、或いは、Ｒ極性が０である（すなわち、５０オームの時の電圧より小さい）かを判定し、また、検出される位相電圧φに基づいて、φ極性（位相極性）が１である（すなわち、正の電圧であり容量性である）か、或いは、φ極性が０である（すなわち、負の電圧であり誘導性である）かを判定する。また、制御部２３は、検出される進行波電圧Ｐｆ及び反射波電圧Ｐｒに基づいて、ＶＳＷＲの値を演算する。また、制御部２３では、ＶＳＷＲの値について、それが許容されると判定するための範囲が閾値などを用いてメモリに記憶されている。

また、制御部２３では、整合回路２２を構成するコイルに関して、周波数に応じて使用することが可能なインダクタンス値Ｌの最大値又はそれを示す値を格納したテーブル（コイル最大値テーブル）が、メモリに記憶されている。
図３には、コイル最大値テーブルの一例を示してある。
本例のコイル最大値テーブルでは、複数の周波数範囲のそれぞれについて、使用することが可能なコイルのインダクタンス値Ｌの最大値に対応した値が記述されている。図３の例では、この値として、コイルのインダクタンス値Ｌを制御するときに使用する制御値（例えば、ビット値）が用いられているが、例えば、使用可能なインダクタンス値Ｌの最大値（そのもの）が用いられてもよい。
このような最大値や制御値は、例えば、予め、測定などにより周波数範囲毎に値を決定して、それを記憶させておく。

また、制御部２３では、整合回路２２を構成するコイルに関して、使用することが可能なインダクタンス値Ｌの最小値又はそれを示す値がメモリに記憶されており、また、整合回路２２を構成するコンデンサに関して、使用することが可能な容量値Ｃの最小値又はそれを示す値と最大値又はそれを示す値がメモリに記憶されている。
また、信号の周波数は、例えば、検出回路２１や制御部２３により整合器２を通過する信号に基づいて検出されてもよく、或いは、人（ユーザ）や無線機１の通信制御部（図示せず）などの外部から入力される信号に基づいて制御部２３に通知されてもよい。

整合回路２２は、例えば、容量の値Ｃを可変に制御することが可能なコンデンサと、インダクタンスの値Ｌを可変に制御することが可能なコイルを組み合わせて構成されている。これらの値Ｃ、Ｌは、制御部２３からの制御値（制御信号）に応じて制御される。
一例として、整合回路２２は、無線機１とアンテナ２とを接続する線路上に可変コンデンサから成る可変容量を有し且つ当該可変容量よりアンテナ２の側の点と接地点（グラウンド）との間に可変コイルから成る可変インダクタンスを有するＴ形整合回路を備える。他の例として、整合回路２２は、無線機１とアンテナ２とを接続する線路上に可変コンデンサから成る可変容量を有し且つ当該可変容量より無線機１の側の点と接地点（グラウンド）との間に可変コイルから成る可変インダクタンスを有するＴ形整合回路を備える。

また、整合回路２２が２個以上の異なる形の整合回路を備えるような構成とすることもできる。
この場合、整合回路２２は、複数の整合回路を切り替えるスイッチなどの機能を有し、制御部２３からの制御信号に応じて、使用する整合回路すなわち検出回路２１とアンテナ２との間に接続する整合回路を切り替える。

本例の整合器３において行われる動作の例を示す。
まず、図４を参照して、可変容量の値Ｃや可変インダクタンスの値Ｌについて行われる２分岐探索の処理の例を示す。
本例では、パラメータとなる値（パラメータ値）が全部で２００ビットの範囲の値を取り得るとする。なお、図４では、参考として、値の開始点から１ステップを１０ビット間隔として（１）〜（２０）の区切りの点を想定してあり、（２０）の点は値が最大となる最終点となる。
また、本例では、目標点が（１３）の点と（１４）の点との間に存在する。

本例では、可変容量の値Ｃを制御する場合には、信号の周波数にかかわらずに、制御値として０〜２００の値を使用するが、可変インダクタンスの値Ｌを制御する場合には、信号の周波数に応じて、制御値として０〜（コイル最大値テーブルに規定される使用可能な最大値）の値を使用する。
２分岐探索では、Ｒ極性やφ極性について、対象ビット内における前半のビットと後半のビットとのいずれに極性反転部分があるかを調べ、続けて、同様に、極性反転部分がある方のビットを半分に分けていずれに極性反転部分があるかを調べ、このような処理を続けることで、最後の１ビットまで追い込み、極性反転部分を１ビット範囲まで追い込んで見つけ出す。
具体例として、図４には、制御値として０〜２００の値を使用した場合の処理例を示してある。すなわち、２分岐探索の処理を８回（或いは、７回）行うと１ビットの範囲で目標点を検出することができ、この例では、計８回の処理で目標点の判定が完了する。

次に、本例の整合器３において行われる整合回路２２の整合シーケンスの処理の例を示す。
概略的には、本例では、検出回路２１による検出結果に基づいて制御部２３により整合回路２２の整合動作が制御される。整合動作では、検出されたインピーダンス電圧Ｒや位相電圧φに基づいてインピーダンスチェックを行いながら、５０オーム（Ω）に最も近い部分を探し、最終的には、検出された進行波電圧Ｐｆ及び反射波電圧ＰｒからＶＳＷＲの値を算出して、この値が規格内（本例では、所定の範囲内）であれば整合が取れたとする一方、この値が規格外（本例では、所定の範囲外）であれば整合が不可であるとする。

図５及び図６を参照して、整合回路２２について行われる整合シーケンスの処理の手順の一例を示す。
まず、初期状態において、可変容量の値Ｃについては、取り得る全ての範囲（図４の例では、０〜２００の制御値）を２分岐探索の最大対象範囲とし、また、可変インダクタンスの値Ｌについては、周波数に応じて、コイル最大値テーブルに規定された最大値までの範囲（図４の例では、（０〜コイル最大値テーブルに規定された最大値）の制御値）を２分岐探索の最大対象範囲とする。

整合回路の整合シーケンス処理が開始すると、ループカウンタのカウント値を０に設定する（ステップＳ１）。このループカウンタは、回路定数（本例では、可変容量の値Ｃや可変インダクタンスの値Ｌ）を繰り返して調整する処理部分の繰り返し回数をカウントするカウンタである。
Ｒ極性を判定し（ステップＳ２）、Ｒ極性が０である場合には後続する処理を行う一方、Ｒ極性が１である場合には整合結果が不可（ＮＧ）であるとして（ステップＳ１６）、本整合シーケンス処理の動作を終了する。なお、この最初のＲ極性判定は、最初のホーミングという状態で抵抗分Ｒが５０オーム以上であると整合できないことに応じた判定であり、実際にはあり得ない。

Ｒ極性が０である場合には、可変インダクタンスの値Ｌについて、２分岐探索を行い（ステップＳ３）、Ｒ極性が反転したかつまりＲ極性が１になったかを判定する（ステップＳ４）。この２分岐探索では、まず、前記した可変インダクタンスの値Ｌについての最大対象範囲（図４の例では、（０〜コイル最大値テーブルに規定された最大値）の制御値）を初期の対象範囲として２分岐探索を行い、その後、順次、その範囲を半分（或いは、ほぼ半分）にして２分岐探索を行っていく。
Ｒ極性が１にならないまま、制御値が１ビットの間隔まで詳細に追い込まれたときには、ＶＳＷＲの値が所定範囲に収まれば（ステップＳ５）、整合結果が整合取得（ＯＫ）であるとして（ステップＳ１７）、処理を終了する一方、そうでない場合には整合結果を不可（ＮＧ）として（ステップＳ１６）、処理を終了する。

Ｒ極性が反転し且つ制御値が１ビットの間隔まで詳細に追い込まれたときには（ステップＳ６）、ＶＳＷＲの値が所定範囲に収まった場合には（ステップＳ７）、整合結果が整合取得（ＯＫ）であるとして（ステップＳ１７）、処理を終了する。そうでない場合には、φ極性が１であるかを判定し（ステップＳ８）、φ極性が１であるときには続く処理を行う一方、そうでないときには整合結果を不可（ＮＧ）として（ステップＳ１６）、処理を終了する。

φ極性が１である場合には、可変容量の値Ｃについて、２分岐探索を行い（ステップＳ９）、φ極性が反転したかつまりφ極性が０になったかを判定する（ステップＳ１０）。この２分岐探索では、まず、前記した可変容量の値Ｃについての最大対象範囲（図４の例では、０〜２００の制御値）を初期の対象範囲として２分岐探索を行い、その後、順次、その範囲を半分（或いは、ほぼ半分）にして２分岐探索を行っていく。
φ極性が０にならないまま、制御値が１ビットの間隔まで詳細に追い込まれたときには、ＶＳＷＲの値が所定範囲に収まれば（ステップＳ１１）、整合結果が整合取得（ＯＫ）であるとして（ステップＳ１７）、処理を終了する一方、そうでない場合には整合結果を不可（ＮＧ）として（ステップＳ１６）、処理を終了する。

φ極性が反転し且つ制御値が１ビットの間隔まで詳細に追い込まれたときには（ステップＳ１２）、ＶＳＷＲの値が所定範囲に収まった場合には（ステップＳ１３）、整合結果が整合取得（ＯＫ）であるとして（ステップＳ１７）、処理を終了する。そうでない場合には、ループカウンタのカウント値を１だけ増加させて（ステップＳ１４）、このカウント値が６以下であれば続く処理（ステップＳ２１の処理）へ移行し、このカウント値が７に達したら（ステップＳ１５）、整合結果を不可（ＮＧ）として（ステップＳ１６）、処理を終了する。

ループカウンタのカウント値が６以下であるときには、Ｒ極性が１であるかを判定する（ステップＳ２１）。
Ｒ極性が１である場合には、可変インダクタンスの値Ｌについて、現在の値と最小値（図４の例では、０の制御値）との間の範囲を初期の対象範囲として２分岐探索を行い、その後、順次、その範囲を半分（或いは、ほぼ半分）にして２分岐探索を行っていく（ステップＳ２２）。
一方、Ｒ極性が０である場合には、可変インダクタンスの値Ｌについて、現在の値と最大値（図４の例では、コイル最大値テーブルに規定された最大値の制御値）との間の範囲を初期の対象範囲として２分岐探索を行い、その後、順次、その範囲を半分（或いは、ほぼ半分）にして２分岐探索を行っていく（ステップＳ２３）。

これらの２分岐探索において、Ｒ極性が反転したかを判定する（ステップＳ２４）。
Ｒ極性が反転しないまま、制御値が１ビットの間隔まで詳細に追い込まれたときには、ＶＳＷＲの値が所定範囲に収まれば（ステップＳ２５）、整合結果が整合取得（ＯＫ）であるとして（ステップＳ１７）、処理を終了する一方、そうでない場合には整合結果を不可（ＮＧ）として（ステップＳ１６）、処理を終了する。
Ｒ極性が反転し且つ制御値が１ビットの間隔まで詳細に追い込まれたときには（ステップＳ２６）、ＶＳＷＲの値が所定範囲に収まった場合には（ステップＳ２７）、整合結果が整合取得（ＯＫ）であるとして（ステップＳ１７）、処理を終了する。そうでない場合には、φ極性が１であるかを判定する（ステップＳ２８）。

φ極性が１である場合には、可変容量の値Ｃについて、現在の値と最小値（図４の例では、０の制御値）との間の範囲を初期の対象範囲として２分岐探索を行い、その後、順次、その範囲を半分（或いは、ほぼ半分）にして２分岐探索を行っていく（ステップＳ２９）。
一方、φ極性が０である場合には、可変容量の値Ｃについて、現在の値と最大値（図４の例では、２００の制御値）との間の範囲を初期の対象範囲として２分岐探索を行い、その後、順次、その範囲を半分（或いは、ほぼ半分）にして２分岐探索を行っていく（ステップＳ３０）。

これらの２分岐探索において、φ極性が反転したかを判定する（ステップＳ３１）。
φ極性が反転しないまま、制御値が１ビットの間隔まで詳細に追い込まれたときには、ＶＳＷＲの値が所定範囲に収まれば（ステップＳ３２）、整合結果が整合取得（ＯＫ）であるとして（ステップＳ１７）、処理を終了する一方、そうでない場合には整合結果を不可（ＮＧ）として（ステップＳ１６）、処理を終了する。
φ極性が反転し且つ制御値が１ビットの間隔まで詳細に追い込まれたときには（ステップＳ３３）、ＶＳＷＲの値が所定範囲に収まった場合には（ステップＳ３４）、整合結果が整合取得（ＯＫ）であるとして（ステップＳ１７）、処理を終了する。

そうでない場合には、ループカウンタのカウント値を１だけ増加させて（ステップＳ３５）、このカウント値が６以下であれば再び前記した（ステップＳ２１）の処理へ移行し、このカウント値が７に達したら（ステップＳ３６）、整合結果を不可（ＮＧ）として（ステップＳ１６）、処理を終了する。
ここで、本例では、ループカウンタのカウント値が７に達した時点で整合シーケンスの処理動作を終了する例を示したが、このようなループの回数（値Ｌ、Ｃの調整を行う回数）としては種々な回数が用いられてもよい。

以上のように、本例の整合器３では、アンテナ２のインピーダンスに対してＶＳＷＲが良好になるように整合動作するに際して、コイル（インダクタ）のインダクタンス値Ｌやコンデンサの容量値Ｃを可変するシーケンスを２分岐探索のみで行う。この場合に、コイル最大値テーブルを設けて、処理される周波数に応じてコイルについての２分岐探索の範囲を判定することで、コイルに使用制限を加える。

従って、本例の整合器３では、例えば、ステップ探索を行ってから２分岐探索を行う場合と比べて、最初から２分岐探索を行うことにより、整合時間を大幅に短縮することができ、主に高い周波数（１ステップを大きく取れない部分）での整合時間を大幅に改善することができる。具体的には、コイル最大値テーブルに基づいてコイルに使用制限を加えることで、周波数に応じて使用することができないインダクタンス値Ｌについて２分岐探索を行わないことにより、その分に関する整合時間を短縮することができる。また、本例の整合器３では、周波数にかかわらず、整合時間に大きなばらつきが発生しないようにすることができる。

なお、本例の整合器３では、第１の機器として無線機１が用いられており、第２の機器としてアンテナ２が用いられており、制御部２３の機能によりインダクタンス範囲記憶手段や容量範囲記憶手段が構成されており、検出回路２１の機能や制御部２３の機能により極性検出手段や整合度（本例では、ＶＳＷＲ）検出手段が構成されており、制御部２３の機能により可変インダクタンス値Ｌや可変容量値Ｃの調整手段が構成されている。

ここで、本発明に係る整合器や無線機などの構成としては、必ずしも以上に示したものに限られず、種々な構成が用いられてもよい。また、本発明は、例えば、本発明に係る処理を実行する方法或いは方式や、このような方法や方式を実現するためのプログラムや当該プログラムを記録する記録媒体などとして提供することも可能であり、また、種々な装置やシステムとして提供することも可能である。
また、本発明の適用分野としては、必ずしも以上に示したものに限られず、本発明は、種々な分野に適用することが可能なものである。
また、本発明に係る整合器や無線機などにおいて行われる各種の処理としては、例えばプロセッサやメモリ等を備えたハードウエア資源においてプロセッサがＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）に格納された制御プログラムを実行することにより制御される構成が用いられてもよく、また、例えば当該処理を実行するための各機能手段が独立したハードウエア回路として構成されてもよい。
また、本発明は上記の制御プログラムを格納したフロッピー（登録商標）ディスクやＣＤ（Ｃｏｍｐａｃｔ Ｄｉｓｃ）−ＲＯＭ等のコンピュータにより読み取り可能な記録媒体や当該プログラム（自体）として把握することもでき、当該制御プログラムを当該記録媒体からコンピュータに入力してプロセッサに実行させることにより、本発明に係る処理を遂行させることができる。

本発明の一実施例に係る無線機システムの構成例を示す図である。 本発明の一実施例に係る整合器の構成例を示す図である。 コイル最大値テーブルの一例を示す図である。 ２分岐探索の処理例を説明するための図である。 整合回路の整合処理の手順の一例を示す図である。 整合回路の整合処理の手順の一例を示す図である。 ステップ探索の処理例及び２分岐探索の処理例を説明するための図である。 整合回路の整合処理の手順の一例を示す図である。 整合回路の整合処理の手順の一例を示す図である。

符号の説明

１・・無線機、 ２・・アンテナ、 ３・・整合器、 １１・・送受信機、 １２・・増幅器、 ２１・・検出回路、 ２２・・整合回路、 ２３・・制御部、 ２４・・電源部、

Claims (1)

1. 第１の機器と第２の機器との間に接続される可変インダクタンス及び可変容量から成る整合回路を用いて、前記第１の機器から前記第２の機器を見たインピーダンスを整合する整合器において、
   前記可変インダクタンスの値に関して周波数に応じて２分岐探索を行う最大の範囲を記憶するインダクタンス範囲記憶手段と、
   前記可変容量の値に関して２分岐探索を行う最大の範囲を記憶する容量範囲記憶手段と、
   抵抗分に関するＲ極性及び位相分に関するφ極性を検出する極性検出手段と、
   前記整合の度合いを表す整合度を検出する整合度検出手段と、
   前記検出されるＲ極性に基づいて前記インダクタンス範囲記憶手段に記憶された範囲を参照して前記可変インダクタンスの値に関して２分岐探索を行う処理と、前記検出されるφ極性に基づいて前記容量範囲記憶手段に記憶された範囲を参照して前記可変容量の値に関して２分岐探索を行う処理の一方又は両方を行って、前記検出される整合度が所定の値になるように前記可変インダクタンスの値と前記可変容量の値の一方又は両方を調整する調整手段と、
   を備えたことを特徴とする整合器。

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