JP2600472B2 - 帯域通過フィルタのための自動同調装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、帯域通過フィルタの信号通過帯域の中心周
波数を入力される信号の周波数に自動的に同調させる帯
域通過フィルタのための自動同調装置に関する。

［従来の技術］ 第６図は、特開平１−105601号において提案された従
来例の自動同調型帯域通過フィルタのブロック図であ
る。

第６図において、この従来例の自動同調型帯域通過フ
ィルタは、入力される高周波信号を一方向に通過させか
つ反射電力結合端子111を備えたアイソレータ101と、ア
イソレータ101を通過した高周波信号を帯域ろ波する帯
域通過フィルタとして動作する共振器102と、上記共振
器102内の共振周波数調整素子（図示せず。）を移動さ
せることによって共振器102の共振周波数を変化させる
駆動機構103と、アイソレータ101の反射電力結合素子11
1から出力される高周波信号をダイオードD1によって検
波し、検波された信号に基づいて駆動機構103を制御す
る制御回路104とを備える。

この自動同調型帯域通過フィルタにおいては、当該帯
域通過フィルタに、ある高周波信号を通過させた場合
に、上記ダイオードD1によって検波された反射電力の高
周波信号（以下、反射信号という。）のレベルが上記共
振器102の共振周波数において最小になることを利用
し、上記制御回路104は、上記反射信号に基づいて、上
記反射信号のレベルが最小となるように駆動機構103を
制御する。これによって、共振器102の共振周波数に概
ね等しい当該帯域通過フィルタの中心周波数を、アイソ
レータ101を通過する高周波信号の周波数に同調させる
ことができる。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、上記の従来例の移動同調型帯域通過フ
ィルタでは、共振器102の共振周波数において反射信号
のレベルが最小となることを利用して上述の同調動作を
行っているので、例えば第６図の自動同調型帯域通過フ
ィルタをアンテナ共用装置に用いたときに、他チャンネ
ルからの回り込みの信号が当該自動同調型帯域通過フィ
ルタに入力された場合、正確に上記同調動作を行なうこ
とができないという問題点があった。

本発明の第１の目的は以上の問題点を解決し、従来例
に比較し良好な精度で、帯域通過フィルタの中心周波数
を入力される信号の周波数に同調させることができる、
帯域通過フィルタのための自動同調装置を提供すること
にある。

また、本発明の第２の目的は、従来例に比較し良好な
精度で、帯域通過フィルタの中心周波数を入力される信
号の周波数に同調させることができる自動同調型帯域通
過フィルタを提供することにある。

さらに、本発明の第３の目的は、例えば自動同調型帯
域通過フィルタをアンテナ共用装置に用いたときに、他
チャンネルからの回り込みの信号が当該自動同調型帯域
通過フィルタに入力された場合であっても、正確に上記
同調動作を行なうことができる、複数の自動同調型帯域
通過フィルタを備えたアンテナ共用装置を提供すること
にある。

［課題を解決するための手段］ 本発明に係る請求項１記載の帯域通過フィルタのため
の自動同調装置は、信号通過帯域の中心周波数を変化す
ることが可能な帯域通過フィルタに入力される信号の一
部を取り出す第１の方向性結合器と、 上記信号を帯域通過フィルタに入力したときに上記帯
域通過フィルタから反射される信号の一部を取り出す第
２の方向性結合器と、 上記第１の方向性結合器によって取り出された信号を
所定の局部発振周波数を有する局部発振信号を用いて第
１の中間周波信号に変換する第１の周波数変換手段と、 上記第２の方向性結合器によって取り出された信号を
上記第１の中間周波信号を用いて上記局部発振周波数と
同一の周波数を有する第２の中間周波信号に変換する第
２の周波数変換手段と、 上記第２の中間周波信号を検波して検波信号を出力す
る検波手段と、 上記検波信号に基づいて上記検波信号のレベルが最小
となるように上記帯域通過フィルタの中心周波数を制御
する制御手段とを備えたことを特徴とする。

また、本発明に係る請求項２記載の上記自動同調装置
はさらに、 上記第１の方向性結合器によって取り出された信号を
可変の増幅度で増幅し、増幅された信号を上記第１の周
波数変換手段に出力する第１の増幅手段と、 上記第２の方向性結合器によって取り出された信号を
可変の増幅度で増幅し、増幅された信号を上記第２の周
波数変換手段に出力する第２の増幅手段と、 上記第１の周波数変換手段から出力される第１の中間
周波信号に基づいて、上記第１の増幅手段から上記第１
の周波数変換手段に出力される信号のレベルが一定とな
るように上記第１の増幅手段の増幅度を制御するととも
に、上記第２の増幅手段から上記第２の周波数変換手段
に出力される信号のレベルが一定となるように上記第２
の増幅手段の増幅度を制御するレベル調整手段とを備え
たことを特徴とする。

さらに、本発明に係る請求項３記載の自動同調型帯域
通過フィルタは、信号通過帯域の中心周波数を変化する
ことが可能な帯域通過フィルタと、 請求項１又は２記載の自動同調装置とを備えたことを
特徴とする。

またさらに、本発明に係る請求項４記載のアンテナ共
用装置は、請求項３記載の自動同調型帯域通過フィルタ
を複数個備え、上記各自動同調型帯域通過フィルタ内の
各帯域通過フィルタにおける上記第１と第２の方向性結
合器が接続されない各出力端子をともに電気的に接続し
たことを特徴とする。

［作用］ 以上のように構成された請求項１記載の帯域通過フィ
ルタのための自動同調装置において、上記第１の方向性
結合器は信号通過帯域の中心周波数を変化することが可
能な帯域通過フィルタに入力される信号の一部を取り出
し、一方、上記第２の方向性結合器は上記信号を帯域通
過フィルタに入力したときに上記帯域通過フィルタから
反射される信号の一部を取り出す。次いで、上記第１の
周波数変換手段は上記第１の方向性結合器によって取り
出された信号を所定の局部発振周波数を有する局部発振
信号を用いて第１の中間周波信号に変換し、また、上記
第２の周波数変換手段は上記第２の方向性結合器によっ
て取り出された信号を上記第１の中間周波信号を用いて
上記局部発振周波数と同一の周波数を有する第２の中間
周波信号に変換する。次いで、上記検波手段は上記第２
の中間周波信号を検波して検波信号を出力した後、上記
制御手段は上記検波信号に基づいて上記検波信号のレベ
ルが最小となるように上記帯域通過フィルタの中心周波
数を制御する。ここで、上記検波信号のレベルは上記帯
域通過フィルタから反射される信号に比例しているの
で、上記帯域通過フィルタの中心周波数を上記帯域通過
フィルタに入力される信号の周波数に一致させ同調させ
ることができる。

以上のように構成された自動同調装置においては、上
記第１の方向性結合器によって取り出された信号を上記
第１の周波数変換手段によって第１の中間周波信号に変
換し、一方、上記第２の方向性結合器によって取り出さ
れた信号を、上記第１の中間周波信号を局部発振信号と
して用いて上記局部発振周波数を有する第２の中間周波
信号に変換し、変換された第２の中間周波信号を検波
し、検波された検波信号に基づいて上記帯域通過フィル
タの中心周波数を制御する。従って、例えば、上記帯域
通過フィルタにおける上記第１と第２の方向性結合器が
接続されていない出力端子に、当該帯域通過フィルタに
入力される信号の周波数とは異なる中心周波数を有する
他のチャンネルの帯域通過フィルタを介して送信機が接
続されている場合、すなわち上記第２の方向性結合器に
よって取り出された信号に他のチャンネルの周波数成分
が含まれる場合であっても、これらの他のチャンネルの
周波数成分を上記第２の周波数変換手段によって除去す
ることができる。これによって、本発明に係る自動同調
装置は、上記他のチャンネルの周波数成分によって影響
を受けることなく、従来例に比較し良好な精度で上述の
同調動作を行なうことができる。

また、請求項２記載の上記自動同調装置においては、
上記第１の増幅手段は上記第１の方向性結合器によって
取り出された信号を可変の増幅度で増幅し、増幅された
信号を上記第１の周波数変換手段に出力し、一方、上記
第２の増幅手段は上記第２の方向性結合器によって取り
出された信号を可変の増幅度で増幅し、増幅された信号
を上記第２の周波数変換手段に出力する。次いで、上記
レベル調整手段は、上記第１の周波数変換手段から出力
される第１の中間周波信号に基づいて、上記第１の増幅
手段から上記第１の周波数変換手段に出力される信号の
レベルが一定となるように上記第１の増幅手段の増幅度
を制御するとともに、上記第２の増幅手段から上記第２
の周波数変換手段に出力される信号のレベルが一定とな
るように上記第２の増幅手段の増幅度を制御する。一般
に、上記第１と第２の周波数変換手段は乗算器を含んで
構成され、当該乗算器が64が理想的な乗算器として動作
する実用上の各入力信号のレベルの範囲は狭いが、上記
第１と第２の増幅手段と上記レベル調整手段を備えるこ
とによって、上記第１と第２の増幅手段に入力される各
信号の許容レベルの範囲を広くすることができる。これ
によって、上記第１の方向性結合器によって取り出され
る信号のレベル、すなわち、上記帯域通過フィルタに入
力される信号のレベルの許容範囲を大幅に増大させるこ
とができる。

さらに、信号通過帯域の中心周波数を変化することが
可能な帯域通過フィルタと、請求項１又は２記載の自動
同調装置とを備えて、自動同調型帯域通過フィルタを構
成することができる。

またさらに、請求項３記載の自動同調型帯域通過フィ
ルタを複数個備え、上記各自動同調型帯域通過フィルタ
内の各帯域通過フィルタにおける上記第１と第２の方向
性結合器が接続されない各出力端子をともに電気的に接
続することによって、各自動同調型帯域通過フィルタが
他のチャンネルからの回り込みの信号の影響を受けるこ
となく上述の同調動作を行なうことができるアンテナ共
用装置を構成することができる。

［実施例］ 以下、図面を参照して本発明による実施例について説
明する。

第１図は本発明の一実施例である自動同調型帯域通過
フィルタ2a,2b,2cを備えたアンテナ共用装置２のブロッ
ク図である。なお、第１図において、帯域通過フィルタ
（BPF）30内の誘電体共振器31については、等価回路で
図示している。

本実施例の自動同調型帯域通過フィルタ2a,2b,2cは、
送信機1a,1b,1cから出力される各極超短波送信信号（以
下、送信信号という。）を局部発振器61から出力される
周波数f_Lの局部発振信号を用いて混合器60及び帯域通過
フィルタ62からなる周波数変換回路によって第１の中間
周波信号に変換し、一方、自動同調型帯域通過フィルタ
2b,2c及び帯域通過フィルタ３から帯域通過フィルタ30
を介して反射してくる反射信号を、上記第１の中間周波
信号を局部発振信号として用いて、混合器64及び周波数
f_Lのみを通過させる帯域通過フィルタ65からなる周波数
変換回路によって第２の中間周波信号に変換し、変換さ
れた第２の中間周波信号を検波し、検波後の検波信号に
基づいて、上記検波信号のレベルが概ね最小となるよう
に、すなわち帯域通過フィルタ30の信号通過帯域の中心
周波数fcが上記送信信号の周波数に概ね一致するよう
に、上記帯域通過フィルタ30内の誘電体共振器31の可変
キャパシタンスVCを変化させる、ステッピングモータ33
を、駆動することを特徴としている。

第１図において、各送信機1a,1b,1cからそれぞれ出力
されかつ予め決められた一定のレベルを有し、例えばUH
F帯の互いに異なる周波数f₁,f₂,f₃の各送信信号はそれ
ぞれ、本実施例の自動同調型帯域通過フィルタ2a,2b,2c
を通過した後合成される。ここで、各自動同調型帯域通
過フィルタ2a,2b,2cの各出力端はともに電気的に接続さ
れる。次いで、上記周波数f₁,f₂,f₃を含む周波数帯域の
みを通過させる送信用帯域通過フィルタ３を介してアン
テナ４に出力され、合成された上記各送信信号がアンテ
ナ４から放射される。ここで、自動同調型帯域通過フィ
ルタ2a,2b,2cは同様の構成を有する。従って、以下、自
動同調型帯域通過フィルタ2aを例にとり詳細に説明す
る。

送信機1aから出力される信号はアイソレータ10を介し
て方向性結合器20に入力される。方向性結合器20は、送
信機1aから入力される送信信号を通過させる通過線路21
と、通過線路21と電磁気的に結合し通過する送信信号の
電力の一部を取り出すことができるように所定の間隔だ
け離れて方向性結合器20の入力端20a側に設けられ上記
通過する送信信号（以下、通過信号という。）を検出す
る通過信号検出用結合線路22と、通過線路21と電磁気的
に結合しかつ帯域通過フィルタ30から当該出力端に反射
されて入力される反射信号（以下、反射信号という。）
の電力の一部を取り出すことができるように所定の間隔
だけ離れて方向性結合器20の出力端20b側に設けられ上
記反射信号を検出する反射信号検出用結合線路23とを備
える。結合線路22における方向性結合器20の出力端20b
側の端子22bと結合線路23における方向性結合器20の入
力端20a側の端子23aはそれぞれ、終端抵抗R1,R2によっ
て終端される。結合線路22における方向性結合器20の入
力端側20aの端子22aは分配器40に接続され、結合線路23
における方向性結合器20の出力端20b側の端子23bは可変
減衰器86及び増幅器87を介して混合器64に接続される。

以上のように構成された方向性結合器20において、ア
イソレータ10から入力端20aに入力された後通過線路21
を通過する周波数f₁の信号は結合線路22によって検出さ
れ、検出された通過信号が分配器40に出力される。ま
た、各送信機1b,1cからそれぞれ帯域通過フィルタ2b,2c
及び帯域通過フィルタ30を介して、方向性結合器20の出
力端20bに入力される周波数f₂,f₃の各送信信号と、方向
性結合器20の出力端20bからアンテナ４を見たときのイ
ンピーダンスと方向性結合器20の出力インピーダンスと
の不整合により生じる周波数f₁の反射信号は、結合線路
23によって検出され、検出された反射信号が可変減衰器
86及び増幅器87を介して混合器64に出力される。さら
に、方向性結合器20の出力端20bから出力される信号
は、誘電体共振器31を備えた中心周波数fcの帯域通過フ
ィルタ30の入力側コイルL₁の両端に入力される。

帯域通過フィルタ30内の誘電体共振器31は、第１図の
等価回路に示すように、それぞれ並列に接続された２個
のインダクタンスL₁₁,L₁₂と可変キャパシタンスVCと損
失抵抗Roとから構成され、インダクタンスL₁₁が入力側
コイルL₁に誘電結合＋Ｍにより電磁気的に結合され、一
方、インダクタンスL₁₂が帯域通過フィルタ30の出力側
コイルL₂に誘電結合＋Ｍにより電磁気的に結合される。
キャパシタンスVCの静電容量は、詳細後述するように制
御回路50によって制御される、ステッピングモータ33に
よって変化される。

この誘電体共振器31を備えた帯域通過フィルタ30の断
面図を第２図に示す。

第２図に示すように、円筒形状の誘電体共振子211
が、円筒形状のシールドケース210内の中央部にて、誘
電体共振子211と同一線膨張係数を有する支持台214上に
載置されている。この誘電体共振子211は、例えばTiO₂
を主成分としてこれにZrSnを混合したセラミック誘電体
共振子であり、本実施例の誘電体共振器31は基本モード
であるTE_01δモードにおいて、約886.4MHzの共振周波数
f₀を有する。また、当該誘電体共振子211の円筒内部に
は、円柱形状の誘電体同調素子212がシャフト215によっ
て支持されて設けられる。ここで、シャフト215は、ス
テッピングモータ33によって矢印A1の−方向及びその反
対方向の矢印A2の＋方向に移動される。上記誘電体同調
素子212を当該誘電体共振子211の電場の勾配中において
移動させることにより、当該誘電体共振子211の共振周
波数f₀を微調整することができる。

第３図は、第２図の自動同調型帯域通過フィルタ30の
誘電体同調素子212の位置と、誘電体共振子211の共振周
波数f₀に概ね等しい帯域通過フィルタ30の中心周波数fc
との関係を示すグラフである。ここで、ｇは誘電体同調
素子212の上面からシールドケース210の上面内側までの
距離である。第３図から明らかなように、誘電体同調素
子212をシールドケース210の上面から離して行くことに
よって、すなわち距離ｇを増大させることによって、上
記誘電体共振子211の共振周波数f₀は距離ｇに概ね反比
例して変化する。

上記シールドケース210は、誘電体共振子211と同一の
線膨張係数を有するセラミックにてなる円筒形状の筺体
の外表面に、電磁的遮蔽のために、銀電極を焼き付けて
構成されている。このシールドケース210の下面上であ
って上記誘電体共振子211の円筒外側縁端部の直下に、
円筒の中心を中心として互いに対向して離れた２つの位
置にそれぞれ、第２図に示すように、当該誘電体共振子
211の磁界と結合するように、例えばそれぞれ１ターン
の入力側コイルL₁と出力側コイルL₂が設けられている。

第４図は、第２図の自動同調型帯域通過フィルタ30の
出力端を所定のインピーダンスを有する終端抵抗で終端
した場合の当該帯域通過フィルタ30の入力端反射係数S
₁₁の周波数特性を示すグラフである。第４図から明らか
なように、入力端反射係数S₁₁に対応する反射損失は、
誘電体共振器31の共振周波数f₀において最小となる。

次いで、自動同調型帯域通過フィルタ2a内の信号処理
系及び制御系の回路について説明する。

方向性結合器20の結合線路22の端子22aから出力され
る周波数f₁の通過信号は、分配器40によって２分配さ
れ、分配された一方の通過信号が検波回路42に出力され
るとともに、分配された他方の通過信号が、増幅器83か
ら出力される第２の中間周波信号の検波信号に応じて減
衰量が変化する可変減衰器84及び増幅器85を介して分配
器41に出力される。検波回路42は、入力された通過信号
を検波した後、所定のカットオフ周波数を有する低域通
過フィルタ（LPF）43及び増幅器44を介してコンパレー
タ45の非反転入力端子に入力される。一方、しきい値電
圧発生回路46は、上記通過信号が存在するか否かを判定
するためのしきい値電圧を発生して、コンパレータ45の
反転入力端子に出力する。コンパレータ45は、非反転入
力端子に入力される通過信号が上記しきい値電圧以上で
あるときＨレベルの比較結果信号を制御回路50内のイン
ターフェイス回路54を介して中央演算処理装置（以下、
CPUという。）51に出力する。一方、非反転入力端子に
入力される通過信号が上記しきい値電圧未満であると
き、コンパレータ45はＬレベルの比較結果信号をインタ
ーフェイス回路54を介してCPU51に出力する。

分配器41は入力された通過信号を２分配し、周波数カ
ウンタ47及び混合器60に出力する。周波数カウンタ47は
入力された通過信号の周波数を測定し、測定された周波
数のデータfmを制御回路50内のインターフェイス回路55
を介してCPU51に出力する。

局部発振器61は、周波数f₁よりも低い所定の局部発振
周波数f_Lを有しかつ所定のレベルの局部発振信号を混合
器60に出力する。乗算器で構成される混合器60は、分配
器41から入力される通過信号と、局部発振器61から入力
される局部発振信号とを混合して乗算し、混合後の信号
を帯域通過フィルタ62に出力する。ここで、混合器60か
ら出力される混合後の信号は、f₁＋f_L,f₁−f_Lなどの周
波数成分を含むが、帯域通過フィルタ（BPF）62は、入
力された混合後の信号のうち周波数f₁−f_Lの成分（以
下、第１の中間周波信号という。）のみを通過させた
後、当該第１の中間周波信号を増幅器63を介して分配器
80に出力する。次いで、分配器80は、増幅器63から入力
された第１の中間周波信号を２分配し、それぞれ混合器
64及び検波回路81に出力する。

検波回路81は、分配器80から入力された第２の中間周
波信号を検波した後、所定の低周波成分のみを通過させ
る低域通過フィルタ（LPF）82及び増幅器83を介して可
変減衰器84及び86に出力する。

一方、方向性結合器20の結合線路23の端子23bから出
力される周波数f₁,f₂,f₃の成分を含む反射信号は、増幅
器83から出力される第２の中間周波信号の検波信号に応
じて減衰量が変化する可変減衰器86及び増幅器87を介し
て、混合器64に入力される。

上記分配器80から検波回路81、低域通過フィルタ82、
及び増幅器83を介して可変減衰器84に至る帰還回路（以
下、第１のレベル調整用帰還回路という。）によって、
増幅器85から出力される通過信号のレベルが一定となる
ように、すなわち局部発振器61から出力される局部発振
信号のレベルが一定であるので分配器80から混合器64に
入力される第１の中間周波信号のレベルが一定になるよ
うに、可変減衰器84の減衰量が制御される。また、上記
分配器80から検波回路81、低域通過フィルタ82、及び増
幅器83を介して可変減衰器86に至る帰還回路（以下、第
２のレベル調整用帰還回路という。）によって、増幅器
87から出力される反射信号のレベルが分配器80から混合
器64に入力される第１の中間周波信号のレベルに概ね比
例するように、可変減衰器86の減衰量が制御される。一
般に、混合器60,64が理想的な乗算器として動作する実
用上の各入力信号のレベルの範囲は狭いが、上記第１と
第２のレベル調整用帰還回路を設けることによって、可
変減衰器84,86に入力される各信号の許容レベルの範囲
を広くすることができる。これによって、方向性結合器
20の結合線路22の端子22aから出力される通過信号のレ
ベル、すなわち送信機1aから自動同調型帯域通過フィル
タ2aに入力される送信信号のレベルの許容範囲を大幅に
増大させることができる。

乗算器で構成される混合器64は、方向性結合器20の結
合線路23の端子23bから入力される上記反射信号と、増
幅器63から分配器80を介して入力される第１の中間周波
信号とを混合して乗算し、混合後の信号を帯域通過フィ
ルタ65に出力する。ここで、混合器64から出力される混
合後の信号は、f₁＋（f₁−f_L）,f₁−（f₁−f_L）＝f_L,f₂
＋（f₁−f_L）,f₂−（f₁−f_L）,f₃＋（f₁−f_L）,f₃（f₁
−f_L）などの周波数成分を含むが、帯域通過フィルタ65
は、入力された混合後の信号のうち周波数f_Lの成分（以
下、第２の中間周波信号という。）のみを通過させた
後、当該第第２の中間周波信号を増幅器66を介して検波
回路67に出力する。

上述のように、周波数f₁がいかなる値をとっても、第
２の中間周波信号の周波数は上記局部発振周波数f_Lとな
る。これは、通信機1aにおいて周波数f₁の搬送信号に対
して変調されるときの変調方式が、FM、MSK、GMSKなど
の周波数変調方式の場合に、変調信号によって変調され
て搬送周波数f₁がいかなる値となっても、第２の中間周
波信号の周波数f_LのCW信号（Continuous Wave信号）と
なり、以後の信号処理が非常に容易になり、同調処理に
用いる上記CW信号を高精度で検出できるという特徴があ
る。

なお、混合器64において、混合後の上記各種周波数を
含む信号のレベルは、公知の通り、方向性結合位20の結
合線路23の端子23bから可変減衰器86と増幅器87を介し
て混合器64に入力される各周波数f₁,f₂,f₃の反射信号の
レベルと、増幅器63から分配器80を介して混合器64に入
力される第１の中間周波信号のレベルの積に比例してお
り、さらに、帯域通過フィルタ65の通過後の第２の中間
周波信号のレベルは、増幅器87から混合器64に入力され
る周波数f₁の反射信号のレベルと、分配器80から混合器
64に入力される第１の中間周波信号のレベルの積に比例
している。一方、上述のように局部発振器61から出力さ
れる局部発振信号のレベルは一定であり、また、送信機
1aから出力される信号のレベルは一定であるので、上記
第２の中間周波信号のレベルは、方向性結合器20の結合
線路23の端子23bから可変減衰器86と増幅器87を介して
混合器64に入力される周波数f₁の反射信号のレベルに比
例している。従って、上述のように周波数f₁−f_Lを有す
る第１の中間周波信号を発生させ、発生された第１の中
間周波信号を局部発振信号として用いて上記反射信号を
第２の中間周波信号に信号変換することによって、第２
の中間周波信号のレベルは、他チャンネルの周波数f₂,f
₃の反射信号のレベルに独立となる。

上記検波回路67は、入力された第２の中間周波信号を
検波した後、所定のカットオフ周波数を有する低域通過
フィルタ（LPF）68及び増幅器69を介してアナログ／デ
ジタル変換（以下、A/D変換という。）回路70に出力す
る。A/D変換回路70は、第２の中間周波信号から検波さ
れたアナログ信号をデジタル信号に変換して、制御回路
50内のインターフェイス回路56を介してCPU51に出力す
る。

自動同調型帯域通過フィルタ2aは、当該帯域通過フィ
ルタ2aの同調処理を実行し帯域通過フィルタ30内の誘電
体共振器31を制御するCPU51と、上記同調処理の制御プ
ログラム並びに第３図の誘電体同調素子212の位置を示
す距離ｇと誘電体共振器31の共振周波数f₀との関係を示
すテーブル（以下、共振周波数テーブルという。）など
の上記制御プログラムを実行するために必要なデータを
格納するためのROM52と、CPU51のワーキングエリアとし
て用いられ各インターフェイス回路54,55,56を介して入
力されるデータを格納するためのRAM53とを備える。制
御回路50内において、CPU51と、ROM52と、RAM53と、各
インターフェイス回路54乃至57とが、バス58を介して接
続される。

CPU51は同調処理を実行するときに、詳細後述するよ
うに、帯域通過フィルタ30内の誘電体共振器31の共振周
波数f₀が送信機1aから出力される信号の周波数f₁に概ね
一致させるために、各インターフェイス回路54乃至56を
介して入力される各データに基づいて、A/D変換回路70
からインターフェイス回路56を介してCPU51に入力され
る第２の中間周波信号の検波信号のレベルが概ね最小と
なるように、ステッピングモータ33を駆動するためのモ
ータ駆動信号をインターフェイス回路57及びモータ駆動
回路32を介してステッピングモータ33に出力して駆動す
る。ここで、ステッピングモータ33に＋極性のパルスの
モータ駆動信号が入力されるとき、第２図の帯域通過フ
ィルタ30内の誘電体同調素子212が矢印A2の方向に移動
され、また、ステッピングモータ33に−極性のパルスの
モータ駆動信号が入力されるとき、第２図の帯域通過フ
ィルタ30内の誘電体同調素子212が矢印A1の方向に移動
される。これによって、第１図の等価回路における可変
キャパシタンスVCの静電容量が変化し、誘電体共振器31
の共振周波数f₀が変化する。従って、共振周波数f₀に概
ね等しい帯域通過フィルタ30の中心周波数fcを変化させ
ることができる。本実施例においては、制御回路50が、
第２の中間周波信号の検波信号のレベルが概ね最小とな
るようにステッピングモータ33を駆動して、帯域通過フ
ィルタ30内の誘電体共振器31の共振周波数を変化させ、
これによって、共振周波数f₀に概ね等しい帯域通過フィ
ルタ30の中心周波数fcを、送信機1aから入力される送信
信号の周波数f₁に概ね一致させることができる。

第５図は第１図の自動同調型帯域通過フィルタの制御
回路50の同調処理を示すフローチャートであり、この同
調処理は、内蔵する帯域通過フィルタ30の中心周波数fc
を、送信機1aから出力される信号の周波数f₁に概ね一致
させるための処理である。なお、この同調処理のスター
ト前の初期状態において、誘電体共振器31の誘電体同調
素子212は上記距離ｇ＝０の位置にある。この同調処理
において、ステップS2からステップS4までの処理は、内
蔵する帯域通過フィルタ30の中心周波数fcを送信機1aか
ら出力される信号の周波数f₁の近傍の周波数に変化させ
る粗調整処理であり、ステップS5からステップS15まで
の処理は、内蔵する帯域通過フィルタ30の中心周波数fc
を、上記粗調処理後の上記周波数f₁の近傍の周波数から
変化させて、上記周波数f₁に概ね一致させるための微調
整処理である。

第５図に示すように、制御回路50の電源スイッチ（図
示せず。）がオンされたとき第５図の同調処理がスター
トされ、まず、ステップS1においてコンパレータ45から
出力される比較結果信号がＨレベルである否かが判断さ
れ、Ｌレベルであるとき（ステップS1においてNO）待機
状態となり、Ｈレベルとなったとき（ステップS1におい
てYES）ステップS2に進み、周波数カウンタ47から入力
される通過信号の周波数データfmを取り込み、RAM53に
格納される。次いで、ステップS3において、上記周波数
データfmに基づいて、ROM52に格納された第３図の共振
周波数テーブルを用いて、帯域通過フィルタ31の中心周
波数fcを上記通過信号の周波数f₁に粗調整で概ね一致さ
せるために必要な、誘電体同調素子212の距離ｇ＝０の
位置からの移動距離lmを求める。次いで、ステップS4に
おいて、上記求められた移動距離lmだけ矢印A2の＋方向
に誘電体同調素子212を移動するように、ステッピング
モータ33を駆動する。以上で、粗調整が終了する。

次いで、ステップS5においてA/D変換回路70から入力
される出力電圧データV1をRAM53に格納した後、ステッ
プS6においてステッピングモータ33に＋の極性の１パル
ス分のモータ駆動信号を入力させて、誘導体同調素子21
2を矢印A2の＋方向に移動させる。さらに、ステップS7
においてA/D変換回路70から入力される出力電圧データV
2をRAM53に格納した後、ステップS8において出力電圧デ
ータV1が出力電圧データV2よりも大きいか否かを判別す
る。ステップS8において、出力電圧データV1が出力電圧
データV2よりも大きいとき（ステップS8においてYES）
ステップS9においてステッピングモータ33を駆動方向、
すなわち誘電体同調素子212の移動方向を矢印A2の＋方
向に設定した後、ステップS11に進む。一方、ステップS
8において、出力電圧データV1が出力電圧データV2以下
のとき（ステップS8においてNO）ステップS10において
ステッピングモータ33の駆動方向、すなわち誘電体同調
素子212の移動方向を矢印A1の−方向に設定した後、ス
テップS11に進む。

次いで、ステップS11において、ステッピングモータ3
3を上記ステップS9又はS10において設定された駆動方向
に対応する極性を有する１パルス分のモータ駆動信号を
ステッピングモータ33に入力させて、誘導体同調素子21
2を上記設定された駆動方向に移動させる。次いで、ス
テップS12においてA/D変換回路70から入力される出力電
圧データV3をRAM53に格納した後、ステップS13において
出力電圧データV2が出力電圧データV3よりも小さいか否
かを判別する。

ステップS13において、出力電圧データV2が出力電圧
データV3以上であるとき（ステップS13においてNO）、
帯域通過フィルタ30の中心周波数fcがいまだ上記通過信
号の周波数f₁に概ね一致する近傍の周波数になっていな
いので、ステップS14において出力電圧データV3を出力
電圧データV2としてRAM53に格納した後、上述のステッ
プS11乃至S13の処理を繰り返すため、ステップS11に進
む。

一方、ステップS13において、出力電圧データV2が出
力電圧データV3よりも小さいとき（ステップS13におい
てYES）、ステップS15において、ステッピングモータ33
を上記ステップS9又はS10において設定された駆動方向
と反対の駆動方向に対応する極性を有する１パルス分の
モータ駆動信号をステッピングモータ33に入力させて、
誘導体同調素子212を上記設定された駆動方向と反対の
駆動方向に移動させる。これによって、帯域通過フィル
タ30の中心周波数fcが、上記ステッピングモータ33を駆
動する１パルスに対応する周波数精度で、送信機1aから
出力される上記通過信号の周波数f₁に概ね一致する。以
上で、上記微調整が終了し、本実施例における同調処理
が終了する。

本実施例においては、上述のように、局部発振器61と
混合器60を用いて周波数f₁−f_Lを有する第１の中間周波
信号を発生させ、発生された第１の中間周波信号を局部
発振信号として用いて上記反射信号を混合器64によって
第２の中間周波信号に信号変換することによって、第２
の中間周波信号のレベルは、他チャンネルの周波数f₂,f
₃の反射信号のレベルに独立となる。また、この第２の
中間周波信号から検波された検波信号のレベルは、A/D
変換回路70から制御回路50に入力される出力電圧データ
に比例している。従って、A/D変換回路70の出力電圧
は、方向性結合器20の結合線路23の端子23bから出力さ
れる反射信号のうちの周波数f₁のみの成分のレベルに比
例している。すなわち、上記反射信号の周波数f₁の成分
のレベルに比例するA/D変換回路70の出力電圧データに
基づいて帯域通過フィルタ30内の誘電体共振器31を制御
しているので、従来例のように、他チャンネルからの回
り込む、例えば周波数f₂,f₃の成分に影響を受けること
なく上記同調処理を行なうことができる。

本発明者の実験によれば、上記粗調整処理と上記微調
整処理から構成される同調処理によって、ステッピング
モータ33を駆動する１個のパルス信号に対応する約10kH
z未満の精度で、内蔵する帯域通過フィルタ30の中心周
波数fcを、送信機1aから出力される信号の周波数f₁に一
致させることができた。

なお、自動同調型帯域通過フィルタ2b及び2cは、上述
の自動同調型帯域通過フィルタ1aと同様の構成を有し、
各自動同調型帯域通過フィルタ2b,2cにおいては、内蔵
する帯域通過フィルタの中心周波数が、各送信機1b,1c
から出力される各信号の周波数f₂,f₃に概ね一致するよ
うに上記同調処理が実行される。

以上の実施例において、第１と第２の帰還回路を設け
ているが、本発明はこれに限らず、設けなくてもよい。
この場合、増幅器85と87を設けなくてもよい。

以上の実施例において、帯域通過フィルタ30を誘電体
共振器31を用いて構成しているが、本発明はこれに限ら
ず、信号通過帯域の中心周波数を変化することが可能な
他の種々の帯域通過フィルタを用いてもよい。

以上の実施例において、可変減衰器84と増幅器85とが
縦続接続された回路、及び可変減衰器86と増幅器87とが
縦続接続された回路を用いてそれぞれ、通過する信号の
増幅度又は減衰度を変化させているが、本発明はこれに
限らず、これらの各回路に代えて、可変増幅度を有する
増幅器を用いてもよい。

［発明の効果］ 以上詳述したように本発明によれば、信号通過帯域帯
域の中心周波数を変化することが可能な帯域通過フィル
タに入力される信号を第１の方向性結合器によって取り
出し、取り出された信号を上記第１の周波数変換手段に
よって第１の中間周波信号に変換し、一方、上記帯域通
過フィルタから反射されてきた信号を第２の方向性結合
器によって取り出し、取り出された信号を上記第１の中
間周波信号を局部発振信号として用いて上記局部発振周
波数を有する第２の中間周波信号に変換し、変換された
第２の中間周波信号を検波し、検波された検波信号に基
づいて上記検波信号のレベルが最小となるように上記帯
域通過フィルタの中心周波数を制御する。これによっ
て、上記帯域通過フィルタの中心周波数を上記帯域通過
フィルタに入力される信号の周波数に一致させ、同調さ
せることができる。

従って、例えば、上記帯域通過フィルタにおける上記
第１と第２の方向性結合器が接続されていない出力端子
に、当該帯域通過フィルタに入力される信号の周波数と
は異なる中心周波数を有する他のチャンネルの帯域通過
フィルタを介して送信機が接続されている場合、すなわ
ち上記第２の方向性結合器によって取り出された信号に
他のチャンネルの周波数成分が含まれる場合であって
も、これらの他のチャンネルの周波数成分を上記第２の
周波数変換手段によって除去することができる。これに
よって、本発明に係る自動同調装置は、上記他のチャン
ネルの周波数成分によって影響を受けることなく、従来
例に比較し良好な精度で上述の同調動作を行なうことが
できるという利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例である自動同調型帯域通過フ
ィルタを備えたアンテナ共用装置のブロック図、 第２図は第１図の自動同調型帯域通過フィルタの断面
図、 第３図は第２図の自動同調型帯域通過フィルタの誘電体
同調素子の位置と中心周波数との関係を示すグラフ、 第４図は第２図の自動同調型帯域通過フィルタの入力端
子反射係数S₁₁の周波数特性を示すグラフ、 第５図は第１図の自動同調型帯域通過フィルタの制御回
路の同調処理を示すフローチャート、 第６図は従来例の自動同調型帯域通過フィルタのブロッ
ク図である。 1a,1b,1c……送信機、 ２……アンテナ共用装置、 2a,2b,2c……自動同調型帯域通過フィルタ、 10……アイソレータ、 20……方向性結合器、 21……通過線路、 22……通過信号検出用結合線路、 23……反射信号検出用結合線路、 30……帯域通過フィルタ（BPF）、 31……誘電体共振器、 32……モータ駆動回路、 33……ステッピングモータ、 50……制御回路、 60,64……混合器、 61……局部発振器、 62,65……帯域通過フィルタ（BPF）、 67……検波回路、 68……低域通過フィルタ（LPF）、 70……A/D変換回路、 80……分配器、 81……検波回路、 82……低域通過フィルタ（LPF）、 83,85,87……増幅器、 84,86……可変減衰器、 211……誘電体共振子、 212……誘電体同調素子、 VC……可変キャパシタンス、 L₁₁,L₁₂……インダクタンス、 L₁……入力側コイル、 L₂……出力側コイル。

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】信号通過帯域の中心周波数を変化すること
   が可能な帯域通過フィルタに入力される信号の一部を取
   り出す第１の方向性結合器と、 上記信号を帯域通過フィルタに入力したときに上記帯域
   通過フィルタから反射される信号の一部を取り出す第２
   の方向性結合器と、 上記第１の方向性結合器によって取り出された信号を所
   定の局部発振周波数を有する局部発振信号を用いて第１
   の中間周波信号に変換する第１の周波数変換手段と、 上記第２の方向性結合器によって取り出された信号を上
   記第１の中間周波信号を用いて上記局部発振周波数と同
   一の周波数を有する第２の中間周波信号に変換する第２
   の周波数変換手段と、 上記第２の中間周波信号を検波して検波信号を出力する
   検波手段と、 上記検波信号に基づいて上記検波信号のレベルが最小と
   なるように上記帯域通過フィルタの中心周波数を制御す
   る制御手段とを備えたことを特徴とする帯域通過フィル
   タのための自動同調装置。
2. 【請求項２】上記自動同調装置はさらに、 上記第１の方向性結合器によって取り出された信号を可
   変の増幅度で増幅し、増幅された信号を上記第１の周波
   数変換手段に出力する第１の増幅手段と、 上記第２の方向性結合器によって取り出された信号を可
   変の増幅度で増幅し、増幅された信号を上記第２の周波
   数変換手段に出力する第２の増幅手段と、 上記第１の周波数変換手段から出力される第１の中間周
   波信号に基づいて、上記第１の増幅手段から上記第１の
   周波数変換手段に出力される信号のレベルが一定となる
   ように上記第１の増幅手段の増幅度を制御するととも
   に、上記第２の増幅手段から上記第２の周波数変換手段
   に出力される信号のレベルが一定となるように上記第２
   の増幅手段の増幅度を制御するレベル調整手段とを備え
   たことを特徴とする請求項１記載の自動同調装置。
3. 【請求項３】信号通過帯域の中心周波数を変化すること
   が可能な帯域通過フィルタと、 請求項１又は２記載の自動同調装置とを備えたことを特
   徴とする自動同調型帯域通過フィルタ。
4. 【請求項４】請求項３記載の自動同調型帯域通過フィル
   タを複数個備え、上記各自動同調型帯域通過フィルタ内
   の各帯域通過フィルタにおける上記第１と第２の方向性
   結合器が接続されない各出力端子をともに電気的に接続
   したことを特徴とするアンテナ共用装置。