JP2011217212A - アンテナ自動同調・整合装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 可動部材を駆動してインダクタンス値もしくはキャパシタンス値を変化させる可動部材を備えたアンテナ自動同調・整合装置において、周波数を変更した場合に同調と整合を自動的に且つ迅速に行うようにすること。
【解決手段】 短波無線送受信機１とアンテナ２との間を接続する同軸ケーブル３を流れる高周波信号の電圧信号は電圧検出部５２が検出し、前記高周波信号の電流信号は電流検出部５３が検出する。整合判定部５４は、前記電流信号と電圧信号を比較し、整合状態を表す電圧電流比信号を出力する。また、同調判定部５５は、前記電流信号と電圧信号の位相を比較し、同調状態を表す位相差信号を出力する。そして、前記電圧電流比信号と位相差信号に基づいてモータ回転方向制御回路５６とモータ停止回路５７はモータ５１を制御し、可動部材を駆動して同調と整合を自動的に且つ迅速に行う。
【選択図】 図１

Description

本発明は、ＨＦ帯無線機のアンテナ自動同調・整合装置に関するものである。

1.6MHz〜30MHzのＨＦ帯においてアマチュア無線に利用できる周波数の範囲が拡大され、従来のアンテナではバンド幅を十分にカバーできない問題が出てきた。適切に調整されていないアンテナを用いて電波を発射すると、送受信機の故障や電波障害に発展しかねない。もしも電波障害が発生した場合には、送受信機の運用を行っている者は直ちに電波の発射を停止し、対策を行わなければならない。そして、電波障害が発生しないことを確認しなければ、送受信機の運用を再開することが法令で禁止されている。そこで、アンテナ調整のためにアンテナの給電部に装着され、或いはアンテナと送受信機との間の伝送路に挿入されるアンテナ・チューナーやアンテナ・カプラーと呼ばれるアンテナ整合装置が従来から広く使われている。ところが、これらの従来のアンテナ整合装置は、500W以上の大電力で利用でき、且つ、送信する周波数の変更に伴ってアンテナの共振周波数やインピーダンス整合を遠隔から操作して調整できるものは高価である。

周波数可変装置を有しないアンテナは、利用するバンドの１つの周波数に同調しており、送信アンテナとしてその周波数から外れて利用することは避けなければならない。広帯域のアンテナと呼ばれていても、同調点は１つである。送信機の周波数は容易に変更できるが、アンテナを送信機の周波数に常に同調させて利用することは難しく、多くのアマチュア無線家はストレスや不満を感じつつ、同調点から外れた周波数で運用せざるを得ない。仕方なく無線機に装備されたオートマティック・チューニング機構や、室内に設置したアンテナ・カプラ−を利用し、ストレスを少し取り除く代わりに送信アンテナの一部を犠牲にし、インターフェアも低レベルであれば片目を瞑り、我慢を強いられながら無線運用を続けるアマチュア無線家もいる。

そこで、本願の出願人は、非特許文献１に示す如く、より理想的なアンテナを目指し、3.5 MHzから3.8 MHzまで連続してカバーする同調・整合装置を作成した。この同調・整合装置は、可動部材をモータにより駆動してインダクタンス値を変化させる可変インダクターを備えたアンテナ同調・整合装置であり、アンテナの給電部に取り付けて運用するものである。このアンテナ同調・整合装置を備えることにより、以前に比べ理想的な送信アンテナとして動作するようになった。ところが、送信する周波数を変更するたびに手動でアンテナの同調を取り直す操作が増え、無線設備の調整操作としては面白いものの、手間がかかり面倒である。可動部材をモータにより駆動してキャパシタンス値を変化させる可変キャパシターを備えたアンテナ同調・整合装置についても、同様の問題がある。

ところで、特許文献１には、ＲＦ増幅器からアンテナに流れる信号を検出し、その信号のピーク電圧とピーク電流を測定し、更に電圧と電流の間の位相差を測定し、これらの測定結果からインピーダンスを検出するインピーダンス検出器が開示されている。更に、特許文献１には、前記インピーダンス検出器と適応出力回路網と制御ユニットで構成されたインピーダンス整合回路も開示されている。

特表２００８−５１６５０８号公報

論文「クリエート・デザイン社の730V-1Aを新しい3.5 MHz帯と7 MHz帯で使用可能に大変身させるレポート これ一本でマルチバンド運用が実現できる」雑誌「ＣＱ ham radio 2009 5」 平成2１年5月１日発行 論文「ロータリー式小型ダイポール・アンテナで160mバンドのDXに挑戦」雑誌「ＣＱ ham radio 2010 4」 平成22年4月１日発行

本発明が解決しようとする第１の課題は、可動部材を駆動してインダクタンス値若しくはキャパシタンス値を変化させる可動部材を備えたアンテナ自動同調・整合装置において、周波数を変更した場合に同調と整合を自動的に且つ迅速に行うようにすることである。
本発明が解決しようとする第２の課題は、可動部材を駆動してインダクタンス値若しくはキャパシタンス値を変化させる可動部材を備えたアンテナ自動同調・整合装置であって、周波数を変更した場合に同調と整合を自動的に且つ迅速に行う低価格のアンテナ自動同調・整合装置を提供することである。

上述の課題を解決するアンテナ自動同調・整合装置は、短波無線送受信機とアンテナとの間を配置されるアンテナ同調・整合装置と制御装置とで構成されたものである。そして、前記アンテナ同調・整合装置の可変インダクターのインダクタンス値もしくは可変キャパシターのキャパシタンス値を変化させる可動部材を備えたものである。また、前記制御装置は可動部材を駆動するモータ、短波無線送受信機とアンテナとの間を接続する同軸ケーブルを流れる高周波信号の電圧信号と電流信号を比較して整合状態を表す電圧電流比信号を生成し、且つ前記電圧信号と電流信号を比較して同調状態を表す位相差信号を生成し、前記電圧電流比信号と位相差信号に基づいて前記モータを制御して前記可変インダクターのインダクタンス値もしくは可変キャパシターのキャパシタンス値を調整し、アンテナの同調と整合を自動的に行うものである。

本発明により、ＨＦ帯のアマチュア無線に利用できる周波数に適用できる低価格のアンテナ自動同調・整合装置が提供された。
また、本発明により、ＨＦ帯のアマチュア無線に利用できる周波数に適用できるアンテナ自動同調・整合装置であって、同調・整合を迅速に行うアンテナ自動同調・整合装置が提供された。
また、本発明により、送信する周波数を変更するたびに手動でアンテナの同調を取り直す面倒な操作が不要になった。

本発明の実施例１のアンテナ自動同調・整合装置の回路構成図である。 電圧電流検出部の一実施例を示す構成図である。 アンテナのインピーダンスと整合比較回路の出力電圧との関係を示した特性図である。 アンテナの給電点から見たインピーダンスZの抵抗分Rを横軸に、リアクタンス分±jXを縦軸にして４つの同調状態を区分した図（ａ）と、４つの同調状態を区分すると共に現在の同調はずれ状態から同調点までに到達する経路を表示した図である。 電圧と電流の位相差と位相比較回路の出力電圧との関係を示した特性図である。 モータ回転方向制御回路の一実施例である。 モータ停止回路の一実施例である。

本発明に係るＨＦ帯のアマチュア無線に利用できる周波数に適用できる低価格のアンテナ自動同調・整合装置は、可動部材をモータにより駆動してインダクタンス値を変化させる可変インダクターを備えたアンテナ同調・整合装置と制御装置で構成されたものである。そして、前記モータの制御装置は、短波無線送受信機とアンテナとの間を接続する同軸ケーブルを流れる高周波信号の電流信号と電圧信号をそれぞれ検出する電圧電流検出回路、前記電流信号と電圧信号の振幅を比較し電圧電流比信号を出力する整合検出回路、前記電流信号と電圧信号の位相を比較し位相差信号を出力する同調検出回路、及び、前記電圧電流比信号と位相差信号に基づいて前記モータを駆動するモータ制御器とで構成されたものである。

アンテナの給電点から見たインピーダンスZは、抵抗分Rとリアクタンス分±jXの和で表される。アンテナを目的の周波数に同調させることはリアクタンス分±jXをゼロにすることである。別の見方をすれば、同調が取れていないということは、電流と電圧の位相が合っていないと言うことである。リアクタンス分±jXがゼロの状態であれば、アンテナのインピーダンスは抵抗分Rのみとなり、この値が50Ωであれば伝送路のインピーダンスと完全に整合して理想的なアンテナ・システムとなる。

本発明の一実施例のアンテナ自動同調・整合装置は、図１のブロック回路図に示す如く、可変インダクターを備えたアンテナ同調・整合装置４と制御装置５とで構成されたものであって、前記制御装置５は、前記可変インダクターの可動部材を駆動してインダクタンス値を変化させるモータ５１、短波無線送受信機１とアンテナ２との間を接続する同軸ケーブル３を流れる高周波信号の電圧信号を検出する電圧検出部５２、前記高周波信号の電流信号を検出する電流検出部５３、前記電流信号と電圧信号を比較し、整合状態を表す電圧電流比信号を出力する整合判定部５４、前記電流信号と電圧信号の位相を比較し、同調状態を表す位相差信号を出力する同調判定部５５、及び、前記電圧電流比信号と位相差信号に基づいてモータ５１を駆動するモータ制御器とで構成されたものである。

モータ制御器は、前記電圧電流比信号と位相差信号に基づいてＤＣモータ５１の回転方向を制御するモータ回転方向制御回路５６、前記電圧電流比信号と位相差信号に基づいてモータの停止させるモータ停止回路５７、及びモータ駆動回路５８で構成されている。

上記の可変インダクターを備えたアンテナ同調・整合装置４は、本願の出願人が平成２１年９月１４日に出願した特願２００９−２１１４９５や非特許文献１に記載されている如きもので、7MHz帯のアンテナエレメントを利用し、給電部分に可変インダクターを加え、目的周波数に共振させておき、インピーダンスを50Ωに調整することによって、7/14/21/28/50MHzをカバーするV型ダイポール・アンテナ（以下、対象V型ダイポール・アンテナと記載する）を3.5MHz〜3.8MHzで使用できるようにしたものである。そして、前記V型ダイポール・アンテナは、具体的には、クリエート・デザイン株式会社製の730V-1Aと呼ばれる超コンパクトのダイポール・アンテナである。或いは、非特許文献２に記載されている如きもので、3.8MHz帯のアンテナエレメントを利用し、給電部分に可変インダクターを加え、目的周波数に共振させておき、インピーダンスを50Ωに調整することによって、短縮型ロータリ・ダイポール・アンテナ(以下、ロータリ・ダイポール・アンテナと記述する。)を3.5MHz〜3.8MHzで使用できるようにしたものである。そして、前記ロータリ・ダイポール・アンテナは、具体的には、クリエート・デザイン株式会社製のCD78jrと呼ばれる超コンパクトのロータリ・ダイポール・アンテナである。3.5MHz、3.6MHz、3.7MHz、3.8MHzへの周波数変更は、可変インダクターにより行う。

（電圧検出部）
短波無線送受信機１とアンテナ２との間を接続する同軸ケーブル３を流れる高周波信号の電圧を検出する電圧検出部５２は、図２に示す如く、コンデンサ５２ｃと５２ｄからなるコンデンサ分圧回路である。コンデンサ５２ｃと５２ｄの直列回路は、外部導体３ｂをアンテナ自動同調・整合装置の金属ケースにアースした同軸ケーブル３の内部導体３ａとアースとの間に接続され、コンデンサ５２ｃと５２ｄの接続点と接地との間の電圧を検出することによって、前記高周波信号の電圧を検出するものである。なお、コンデンサ５２ｃは5ｐF(1kv耐圧)の如き小さな容量のものを、コンデンサ５２ｄは可変コンデンサで100pF(1kv耐圧)の如き大きな容量のものを選び、ＶＳＷＲへの影響度合いを実用上問題にならない程度に抑えてある。

（電流検出部）
短波無線送受信機１とアンテナ２との間を接続する同軸ケーブル３を流れる高周波信号の電流を検出する電流検出部５３は、図２に示す如く、リングコア５３ｃに導線５３ｄを５回巻きにしたカレントトランスである。このカレントトランスの一次側はリングコア５３ｃを貫通する同軸ケーブル３であり、二次側は５回巻きの導線５３ｄである。この場合、同軸ケーブル３の外部胴体は片方のみアンテナ自動同調・整合装置の金属ケースにアースし、ファラデーシールド構造にしてある。これにより、電流検出部５３は、同軸ケーブル３の内部導体３ａを流れる高周波信号の電流を検出する。また、二次側も容量結合などを起こさないように、導線５３ｄにはシールド線を用い、同様にファラデーシールド構造にしてある。電流検出部５３であるカレントトランスの二次側に発生した電流は、可変コンデンサ５３ｅによって、同軸ケーブル３の内部導体３ａを流れる高周波信号の電流と同位相になるように位相補正される。

（整合判定部）
整合判定部５４は、整流平滑回路５４ａと整合比較回路５４ｂとで構成されている。整流平滑回路５４ａは電圧信号用の第１整流平滑回路と電流信号用の第２整流平滑回路で構成されている。これらの整流平滑回路はいずれも、整流用ダイオードと平滑用コンデンサを含む一般的な回路で構成され、整合比較回路５４ｂも抵抗を含む一般的な回路で構成されている。そして、整合比較回路５４ｂは、前記第１整流平滑回路の出力電圧と第２整流平滑回路の出力電圧を比較し、アンテナ整合状態を表す信号を出力する。

即ち、整合状態にあるときには、アンテナ２の給電点から見たインピーダンスＺはリアクタンス分がゼロの状態であるから抵抗分Ｒ、具体的には50Ωだけである。アンテナ２のインピーダンスが50Ωよりも低い場合には、同軸ケーブル３には50Ωのときよりも多くの電流が流れる。アンテナ２のインピーダンスが50Ωよりも高い場合には、同軸ケーブル３には50Ωのときよりも少ない電流が流れる。

整合判定部５４は、整合比較回路５４ｂの出力端子に、図３に示す如く、整合状態にあるときには0Vの電圧が、アンテナが整合していなければ0Vを超えプラス2.5Vまでのプラスの電圧、若しくは0V未満でマイナス2.5Vまでのマイナスの電圧がそれぞれ発生するように構成されている。要するに、本発明においては、短波無線送受信機１とアンテナ２との間を接続する同軸ケーブル３を流れる高周波信号の電圧信号と電流信号の電圧電流比を検出することによって、アンテナの整合状態を検出するものである。なお、整合判定部は除算器を用いて構成することもできる。この構成によれば、整流や平滑化が要しないで、定量判断することが可能である。

（同調判定部）
同調判定部５５は、波形変換回路５５ａと位相比較回路５５ｂとで構成されている。波形変換回路５５ａはＨＦ帯の正弦波を方形波に変換する既知の一般的回路であって、電圧信号用の第１波形変換回路と電流信号用の第２波形変換回路で構成されている。位相比較回路５５ｂにはモトローラ社のＭＣ４０４４Ｐ位相比較器を用いて構成したが、アナログ回路によっても構成できる。

同調判定部５５は、位相比較回路５５ｂの出力端子に、図４に示す如く、電圧と電流の位相が合致しているときには1.5Vが、位相が遅れ−360°のときに0.75V、位相が進み＋360°のときに2.25Vの出力電圧がそれぞれ発生するように構成されている。電圧と電流の位相が合致しているときは同調している状態であり、位相が進み若しくは遅れているときは同調ズレ状態である。要するに、本発明においては、短波無線送受信機１とアンテナ２との間を接続する同軸ケーブル３を流れる高周波信号の電圧信号と電流信号の位相差を検出することによって、アンテナの同調状態を検出するものである。

（モータ回転方向制御回路）
前述した通り、アンテナの給電点から見たインピーダンスZは、抵抗分Rとリアクタンス分±jXの和で表される。アンテナを目的の周波数に近道で同調させるには、２次元（ベクトル値）で現在座標の把握が不可欠である。そこで、アンテナの状態をＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄの４つの領域に区分すれば、横軸をR、縦軸をｊXとする平面上では図５（ａ）と図５（ｂ）の如くとなる。但し、Ａ領域はR>50且つjXが＋、Ｂ領域はR>50且つjXが−、Ｃ領域はR<50且つjXが−、Ｄ領域はR<50且つjXが＋であり、中心部の交差点が同調点（R=50，jX=0）である。

検出したときのアンテナの状態がＡ，Ｂ
,Ｃ ,Ｄのどの領域にあるかを判断し、その状態を表す点から中心部の交差点に移動するためには、モータ５１を正回転させるのが近道なのか、それとも逆回転させるのが近道なのかを決める必要がある。そこで、本発明においては、同調判定部５５の位相比較回路５５ｂと整合判定部５４の整合比較回路５４ｂから得られる２つのデータを使って、アンテナの状態がＡ，Ｂ ,Ｃ ,Ｄのどの領域にあるかをアンテナ状態判定回路が判断する。そして、モータの回転方向は、領域毎にモータ回転方向設定回路の設定スイッチで予め決定してある。例えば、アンテナの状態がＡ領域、即ちR>50且つjXが＋のある点にあるとする。この点から中心部の交差点に向かうには、図４（ｂ）に示す如く、一旦Ｂ領域を通過しないと辿りつけない場合がある。このようなケースにおいては、Ａ領域とＢ領域は同じ回転方向である。Ｄ領域やＣ領域は逆の回転方向である。

上述の如き機能を有するモータ回転方向制御回路５６は、図５に示す如く、４つのＡＮＤ回路５６ａ，５６ｂ，５６ｃ，５６ｄと２つのＮＯＴ回路５６ｅ，５６ｆで構成するアンテナ状態判定回路と、４つの設定スイッチ５６ｇ，５６ｈ，５６ｊ，５６ｋと１つのトランジスタ５６ｍと１つのリレー５６ｎとで構成されたモータ回転方向設定回路を含む。

モータ回転方向制御回路５６において、一方の入力端子５６ｐには整合判定部５４からアンテナのインピーダンスZの抵抗分R信号が入力され、他方の入力端子５６ｑには同調判定部５５からアンテナのインピーダンスZのリアクタンス分±jX信号が入力される。
アンテナのインピーダンスZの抵抗分R信号は、図３に示す如く、整合状態にあるときには0V、アンテナが整合していなければ0Vを超えプラス2.5V、若しくは0V未満でマイナス2.5Vである。また、アンテナのインピーダンスZのリアクタンス分±jX信号は、図４に示す如く、電圧と電流の位相が合致しているときには1.5V、位相が遅れている場合には1.5V未満で−360°のときに0.75V、位相が進んでいる場合にはは1.5Vを超え＋360°のときに2.25Vである。

Ａ領域に対応するＡＮＤ回路５６ａの一方の入力端子には抵抗分R信号が直接入力され、且つ他方の入力端子にはリアクタンス分±jX信号が直接入力され、
Ｂ領域に対応するＡＮＤ回路の一方の入力端子には抵抗分R信号が直接入力され、且つ他方の入力端子にはリアクタンス分±jX信号がＮＯＴ回路５６ｆを介して入力され、
Ｃ領域に対応するＡＮＤ回路の一方の入力端子には抵抗分R信号がＮＯＴ回路５６ｅを介して入力され、且つ他方の入力端子にはリアクタンス分±jX信号がＮＯＴ回路５６ｆを介して入力され、更に、
Ｄ領域に対応する第４のＡＮＤ回路の一方の入力端子には抵抗分R信号が直接入力され、且つ他方の入力端子にはリアクタンス分±jX信号がＮＯＴ回路５６ｆを介して入力される。

ＡＮＤ回路５６ａの出力信号はディップスイッチ５６ｇと抵抗５６ｕを介してトランジスタ５６ｍのベースに入力され、ＡＮＤ回路５６ｂの出力信号はディップスイッチ５６ｈと抵抗５６ｕを介してトランジスタ５６ｍのベースに入力され、ＡＮＤ回路５６ｃの出力信号はディップスイッチ５６ｊと抵抗５６ｕを介してトランジスタ５６ｍのベースに入力され、更に、ＡＮＤ回路５６ｄの出力信号はディップスイッチ５６ｋと抵抗５６ｕを介してトランジスタ５６ｍのベースに入力されている。

トランジスタ５６ｍのエミッタは接地され、コレクタはリレー５６ｎの励磁巻線を介して＋１２Vのラインに接続されている。４つのディップスイッチ５６ｇ〜５６ｋはモータ回転方向設定スイッチとして機能するもので、最短時間で同調状態に到達する方向にＤＣモータを回転駆動させるためのものである。４つのディップスイッチ５６ｇ〜５６ｋは無線送受信機の運用者にオン又はオフのいずれかに予め設定される。例えば、図５（ｂ）に示す如く、Ａ領域とＢ領域は同じ回転方向である。Ｄ領域やＣ領域は逆の回転方向とするのであれば、ディップスイッチ５６ｇと５６ｈはオン、ディップスイッチ５６ｊと５６ｋはオフに設定される。

上述の如く構成されたモータ回転方向制御回路５６は、そのアンテナ状態判定回路が同調判定部５５の位相比較回路５５ｂと整合判定部５４の整合比較回路５４ｂから得られる２つのデータを使って、アンテナの状態がＡ，Ｂ ,Ｃ ,Ｄのどの領域にあるか判断する。Ａ状態はインピーダンスが高く、且つ、電圧信号が電流信号よりも位相が進んでいる状態、Ｂ状態はインピーダンスが高く、且つ、電圧信号が電流信号よりも位相が遅れている状態、Ｃ状態はインピーダンスが低く、且つ、電圧信号が電流信号よりも位相が遅れている状態、Ｄ状態はインピーダンスが低く、且つ、電圧信号が電流信号よりも位相が進んでいる状態である。そして、そのモータ回転方向設定回路は、領域に対応した回転方向を現す信号をモータ駆動回路５８に与え、モータ駆動回路５８は前記回転方向にＤＣモータ５１を回転させる。ＤＣモータ５１の回転は、モータ停止回路５７からモータ停止信号が発生すると停止する。 このように、本発明のモータ回転方向制御回路５６は、同調点まで最短時間で達する回転方向が予め設定されているので、アンテナの同調は迅速に行われる。

モータ駆動回路５８は、モータ回転方向制御回路５６のリレー５６ｎのリレー接点とモータ停止回路５７のリレー５７ｇのリレー接点を含んで構成されている。

（モータ停止回路）
同調判定部５５の位相比較回路５５ｂから得られる電圧が1.5Vのときは、電圧と電流の位相差がなくアンテナは同調している状態である。そして、整合比較回路５４ｂから得られる電圧が0Vのときは、アンテナインピーダンスは50Ωで整合している状態である。本発明の実施例１において、モータ停止回路５７は、位相比較回路５５ｂからの電圧が1.5V近辺、例えば1.49V〜1.51Vで、且つ整合判定部５４の整合比較回路５４ｂからの電圧が0V近辺、−0.1V〜+0.1Vの状態などのとき、ＤＣモータ５１を停止させるものである。

即ち、モータ停止回路５７は、図７に示す如く、一対のウィンドウ・コンパレータ５７ｃ，５７ｄ、一つのＡＮＤ回路５７ｅ、トランジスタ５７ｆ、リレー５７ｇで構成されている。ウィンドウ・コンパレータ５７ｃ，５７ｄはいずれも、一対の演算増幅器と一対の可変抵抗器、及びＡＮＤ回路で構成されている。前記可変抵抗器は、対応する演算増幅器の設定電圧を与えるもの、従ってウィンドウ・コンパレータ５７ｃ，５７ｄの不感領域に幅を持たせるものである。ウィンドウ・コンパレータ５７ｃ，５７ｄの不感領域に幅を持たせることで、ＤＣモータ５１の慣性が吸収でき、正回転と逆回転の瞬時な切り替え動作を止めることができる。また、アンテナの設置環境に応じた最適な同調範囲をプリセットできるなどのメリットが得られる。

同調判定部５５の位相比較回路５５ｂから得られる電圧と整合比較部５４の整合比較回路５４ｂから得られる電圧が共に設定した範囲内に収まれば、ＡＮＤ回路５７ｅが働きトランジスタ５７ｆに電流が流れリレー５７ｇが作動し、制御部５８はＤＣモータ５１への電源をオフにしてＤＣモータ５１を停止させる。

１ 短波無線送受信機
２ アンテナ
３ 同軸ケーブル
４ 同調・整合装置
５ 制御装置
５１ ＤＣモータ
５２ 電圧検出部
５３ 電流検出部
５４ 整合判定部
５４ａ 整流平滑回路
５４ｂ 整合比較回路
５５ 同調判定部
５５ａ 波形変換回路
５５ｂ 位相比較回路
５６ モータ回転方向制御回路
５７ モータ停止回路
５８ モータ駆動回路

Claims (8)

1. 可変インダクターのインダクタンス値もしくは可変キャパシターのキャパシタンス値を変化させる可動部材を備えたアンテナ同調・整合装置と制御装置とで構成されたアンテナ自動同調・整合装置において、
   前記制御装置は、前記可動部材を駆動するモータ、
   短波無線送受信機とアンテナとの間を接続する同軸ケーブルを流れる高周波信号の電圧信号を検出する電圧検出部とその電流信号を検出する電圧電流検出部、
   前記電圧信号と電流信号を比較し、整合状態を表す電圧電流比信号を出力する整合判定部、
   前記電圧信号と電流信号の位相を比較し、同調状態を表す位相差信号を出力する同調判定部、及び、
   前記電圧電流比信号と位相差信号に基づいてモータを駆動するモータ制御器で構成されていることを特徴とするアンテナ自動同調・整合装置。
2. 前記電圧電流検出部は、
   前記同軸ケーブルに配置された変流器で電流信号を検出し、
   前記同軸ケーブルの内部導体と接地間に接続されたコンデンサ分圧回路で電圧信号を検出するものであることを特徴とする請求項１に記載のアンテナ自動同調・整合装置。
3. 前記整合判定部は、
   前記電流信号を整流する電流信号整流平滑回路、
   前記電圧信号を整流する電圧信号整流平滑回路、及び、
   前記電流信号整流平滑回路の出力電圧と前記電圧信号整流平滑回路の出力電圧を比較し、整合状態にあることを表す電圧電流比信号、インピーダンスが高い状態にあることを表す電圧電流比信号及びインピーダンスが低い状態にあることを表す電圧電流比信号をそれぞれ出力する整合比較回路を含んで構成されていることを特徴とする請求項１に記載のアンテナ自動同調・整合装置。
4. 前記同調判定部は、
   前記電流信号と電圧信号の位相を比較し、位相差がないことを表す位相差信号、前記電圧信号が前記電流信号よりも位相が進んでいる状態にあることを表す位相差信号及び前記電圧信号が前記電流信号よりも位相が遅れている状態にあることを表す位相差信号をそれぞれ出力する位相比較回路を含んで構成されていることを特徴とする請求項１に記載のアンテナ自動同調・整合装置。
5. 前記モータ制御器は、モータ回転方向制御回路、及び、モータ停止回路とで構成されていることを特徴とする請求項１に記載のアンテナ自動同調・整合装置。
6. 前記モータ回転方向制御回路は、アンテナの同調・整合状態がＡ状態、Ｂ状態、Ｃ状態、Ｄ状態のいずれにあるかを判定し、判定結果に基づいて正回転若しくは逆回転させるものであることを特徴とする請求項５に記載のアンテナ自動同調・整合装置。
   但し、前記Ａ状態はインピーダンスが高く、且つ、前記電圧信号が前記電流信号よりも位相が進んでいる状態、
   前記Ｂ状態はインピーダンスが高く、且つ、前記電圧信号が前記電流信号よりも位相が遅れている状態、
   前記Ｃ状態はインピーダンスが低く、且つ、前記電圧信号が前記電流信号よりも位相が遅れている状態、
   前記Ｄ状態はインピーダンスが低く、且つ、前記電圧信号が前記電流信号よりも位相が進んでいる状態を表す。
7. 前記回転方向制御回路は、リレー出力回路、第１ＡＮＤ回路、第２ＡＮＤ回路、第３ＡＮＤ回路、第４ＡＮＤ回路、前記リレー出力回路の入力端子と前記第１ＡＮＤ回路、第２ＡＮＤ回路、第３ＡＮＤ回路及び第４ＡＮＤ回路のそれぞれの出力端子との間に接続された第１ディップスイッチ、第２ディップスイッチ、第３ディップスイッチ及び第４ディップスイッチを含むものであることを特徴とする請求項６に記載のアンテナ同調・整合装置。
8. 前記モータ停止回路は、前記整合検出回路が整合信号を発生し、且つ前記同調検出回路が同調信号を発生したときにモータ停止信号を発生するものであることを特徴とする請求項５に記載のアンテナ自動同調・整合装置。
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   

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