JP3105830B2 - アンテナ整合器 - Google Patents

アンテナ整合器

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JP3105830B2 JP09167378A JP16737897A JP3105830B2 JP 3105830 B2 JP3105830 B2 JP 3105830B2 JP 09167378 A JP09167378 A JP 09167378A JP 16737897 A JP16737897 A JP 16737897A JP 3105830 B2 JP3105830 B2 JP 3105830B2
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光秀 須永
康浩 金子
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埼玉日本電気株式会社
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明はアンテナ整合器に関
し、特にPLL発振器を備え広域の送受信周波数で動作
する無線送受信機に適用するアンテナ整合器に関する。
【0002】
【従来の技術】一般に無線送受信機では、送受信周波数
を切替えたとき、アンテナと送受信回路とのインピーダ
ンス整合をとって効率よく送受信できるようにするた
め、アンテナと送受信回路との間にアンテナ整合器を設
けている。
【0003】図4は、特開平8−288865号公報に
より開示された従来のアンテナ整合器を示すブロック図
である。同図において、アンテナ1と送信回路7との間
にアンテナ整合回路13が接続されている。アンテナ整
合回路13はバリキャップダイオード(可変容量素子)
14を有して構成されており、送受信周波数に応じてバ
リキャップダイオードに印加する直流電圧を制御して容
量を変化させることにより、アンテナ1と送信回路7と
のインピーダンス整合がとれるようにしている。
【0004】送信回路7は、PLL発振器12の出力信
号を受けて送信信号を生成し、アンテナ整合器13を介
してアンテナ1へ送出している。PLL発振器12は、
VCO8とPLL9とローパスフイルタ10とで構成さ
れている。レベル変換器11は、バリキャップダイオー
ド14に印加する直流電圧を生成するために設けられて
おり、VCO8に供給される制御電圧を分岐して受け、
アンテナ整合器13の周波数特性に応じて直流出力電圧
を調整してバリキャップダイオード14に印加すること
により、アンテナ1と送信回路7とのインピーダンス整
合をとっている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】ところで、広域の送受
信周波数範囲で動作する無線送受信機に上述のアンテナ
整合器を適用しようとする場合は、VCOの制御電圧変
化に対する周波数変化幅を大きくしてVCOの変調感度
を上げると共に、アンテナ整合回路のバリキャップダイ
オードに印加する電圧変化幅も大きくすることが必要と
なる。
【0006】しかし、VCOの変調感度を上げ過ぎる
と、制御電圧が微小に変化しても出力周波数は大きく変
動するので、外乱に対するVCOの周波数安定度が低下
するという問題点がある。
【0007】また従来のアンテナ整合器では、VCOに
供給される制御電圧を分岐してレベル変換器に入力して
いるので、バリキャップダイオードに印加する電圧変化
範囲を大きくするためには、直流増幅の増幅度を上げな
ければならず、安定度の高い増幅回路が必要になるとい
う問題点を有している。
【0008】本発明の目的は、PLL発振器を備える無
線送受信機に適用して、広い送受信周波数範囲で安定に
インピーダンス整合を行うことができるアンテナ整合器
を提供することにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明のアンテナ整合器
は、PLL発振器を備える無線送受信機に適用し可変容
量素子を制御してインピーダンス整合するアンテナ整合
器であって、PLL発振器は発振バンド切り替え機能を
有するVCO(電圧制御発振器)を使用して構成し、V
COの発振バンドに対応して予め設定された電圧および
VCOの制御電圧に基づき可変容量素子の制御電圧を生
成する。具体的には、可変容量素子を有するアンテナ整
合部と、外部からの周波数指定に応じて前記VCOの発
振バンドを切り替えるバンド切替え信号を生成するバン
ド切替制御部と、前記VCOの発振バンドに対応して予
め設定された電圧を前記バンド切替え信号に応じて発生
する電圧発生部と、前記VCOの制御電圧および前記予
め設定された電圧に基づき前記可変容量素子の制御電圧
を生成する制御電圧生成部とを備える。
【0010】あるいは、可変容量素子を有するアンテナ
整合部と、外部からの周波数指定に応じて前記VCOの
発振バンドを切り替えるバンド切替え信号を生成するバ
ンド切替制御部と、前記VCOの制御電圧をディジタル
変換するA−Dコンバータと、前記VCOの発振バンド
に対応して予め設定された定数を前記バンド切替え信号
に応じて発生する定数発生部と、前記A−Dコンバータ
の出力データに対して前記アンテナ整合部の周波数特性
に応じた調整処理を行って前記定数発生部から出力され
た定数と加算する演算部と、この演算部の出力データを
アナログ変換して前記可変容量素子の制御電圧として出
力するD−Aコンバータとを備える。
【0011】
【発明の実施の形態】次に本発明について図面を参照し
て説明する。
【0012】図1は本発明の一実施形態を示すブロック
図であり、PLL発振器を備えた無線送受信機に設けら
れるアンテナ整合器を示している。ここで、アンテナ整
合器3のアンテナ整合部31は、可変容量素子30を有
して構成された整合回路であり、送受信周波数に応じて
可変容量素子30に直流制御電圧Vcを印加して容量を
変化させることにより、アンテナ1と送受信部2とのイ
ンピーダンス整合がとれるようにしている。
【0013】送受信部2は、PLL発振器4の出力信号
Soを受けて送信信号を生成し、アンテナ整合器3のア
ンテナ整合部31を介してアンテナ1へ送出している。
PLL発振器4は、発振バンド切り替え機能を有しVC
O制御電圧Vpを受けて所定周波数の出力信号Soを出
力するVCO(電圧制御発振器)41と、周波数指定デ
ータDfに応じて基準信号を発生する基準信号発生部4
2と、VCO41の出力信号Soと基準信号とを位相比
較して位相差に応じた信号を出力する位相比較部43
と、位相比較部43の出力信号を積分してVCO制御電
圧Vpを生成するLPF(ローパスフイルター)44と
で構成されている。
【0014】VCO41は、バンド切替え信号Sbに応
じてHIGHバンド(発振周波数の高域側)用発振回路
とLOWバンド(発振周波数の低域側)用発振回路とを
切り替えて動作するように構成されており、発振バンド
を切替えることにより、図3に示すように、VCOの変
調感度を上げることなく発振周波数範囲を広域化でき
る。
【0015】アンテナ整合器3は、可変容量素子30を
有して構成されるアンテナ整合部31と、周波数指定デ
ータDfに応じてバンド切替え信号Sbを生成するバン
ド切替制御部32と、VCO41の発振バンド(HIG
Hバンド,LOWバンド)に対応して予め設定された電
圧Vh,Vlをバンド切替え信号Sbに応じて出力する
電圧発生部33と、VCO制御電圧Vpおよび電圧発生
部33から出力された電圧をそれぞれ受けて可変容量素
子制御電圧Vcを生成する制御電圧生成部34とを有し
ている。
【0016】次に動作を説明する。
【0017】外部から周波数指定データDfを受けたバ
ンド切替制御部32は、指定された周波数がVCO41
の発振周波数のHIGHバンドに属するのか、LOWバ
ンドに属するのかを判定してバンド切替え信号Sbを生
成し、PLL発振器4のVCO41へ送出して発振バン
ドを切り替えさせる。一方、PLL発振器4の基準信号
発生部42は、周波数指定データDfにより指定された
周波数の基準信号を発生して位相比較部43へ供給する
ので、VCO41はVCO制御電圧Vpにより制御され
て周波数指定データDfにより指定された周波数の出力
信号Soを生成する。
【0018】アンテナ整合器3の制御電圧生成部34
は、送受信周波数(PLL発振器4のVCO出力周波
数)に対してアンテナ1と送受信部2とのインピーダン
ス整合がとれるように、アンテナ整合部31の周波数特
性に応じた可変容量素子制御電圧Vcを生成して可変容
量素子30へ供給する。
【0019】ところで、VCO41の発振バンド毎の出
力周波数とVCO制御電圧Vpとの関係、および送受信
周波数とインピーダンス整合がとれる可変容量素子制御
電圧Vcとの関係は、図3に示したように、ほぼ比例関
係にあるので、VCO41の発振バンド(HIGHバン
ド,LOWバンド)に対応して予め設定された電圧V
h,Vlと、VCO制御電圧Vpに基づき生成した電圧
とを重畳することにより、可変容量素子制御電圧Vcを
生成でき、広い送受信周波数範囲で安定にインピーダン
ス整合を行うことができる。なお、可変容量素子制御電
圧Vcが送受信周波数に比例しない場合でも、アンテナ
整合部31の周波数特性に応じてVCO制御電圧Vpを
調整した後、所定電圧Vh,Vlと重畳すればよい。
【0020】このように、VCO41の発振バンドに対
応して予め設定された電圧を重畳して可変容量素子制御
電圧Vcを生成するために、電圧発生部33および制御
電圧生成部34を設けている。電圧発生部33は、バン
ド切替え信号Sbを受け、VCO41の発振バンドがH
IGHバンドであるときは、図3に示したように、電圧
Vhを出力し、また、LOWバンドであるときは電圧V
lを出力する。制御電圧生成部34は、PLL発振器4
から分岐されてきたVCO制御電圧Vpおよび電圧発生
部33から出力された電圧をそれぞれ受けて可変容量素
子制御電圧Vcを生成する。
【0021】いま、周波数指定データDfにより指定さ
れた周波数が、例えばVCO41のHIGHバンドに属
していた場合、バンド切替制御部32は、バンド切替え
信号SbをVCO41に送出して発振バンドをHIGH
バンドに切り替えさせる。同時に、バンド切替え信号S
bを電圧発生部33へ送出して電圧Vhを出力させる。
制御電圧生成部34は、VCO制御電圧に対しアンテナ
整合部31の周波数特性に応じた調整を行い、電圧発生
部が出力する電圧Vhに重畳して可変容量素子制御電圧
Vcとして出力する。
【0022】図2は、ディジタル回路を使用して構成し
たアンテナ整合器の一例を示すブロック図である。同図
において、アンテナ整合部31およびバンド切替制御部
32は、図1に示したもの同じである。そして、VCO
制御電圧Vpをディジタル変換するA−Dコンバータ3
5と、バンド切替え信号Sbに応じて予め設定された所
定の定数を出力する定数発生部36と、A−Dコンバー
タ35の出力データに対してアンテナ整合部31の周波
数特性に応じた調整処理を行い、定数発生部36から出
力された定数と加算する演算部37と、この演算部37
の出力データをアナログ変換して可変容量素子制御電圧
Vcとして出力するD−Aコンバータ38とを設けるこ
とにより、図1に示したアンテナ整合器と同じように機
能させることができる。
【0023】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、P
LL発振器を備える無線送受信機に適用する場合、PL
L発振器は発振バンド切り替え機能を有するVCO(電
圧制御発振器)を使用して構成し、VCOの発振バンド
に対応して予め設定された電圧と、VCO制御電圧Vp
に基づき生成した電圧とを重畳して可変容量素子制御電
圧Vcを生成することにより、VCOの変調感度を上げ
る必要はなく、また、制御電圧の変化範囲を大きくする
必要はないので、広い送受信周波数範囲で安定にインピ
ーダンス整合を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態を示すブロック図である。
【図2】ディジタル回路を使用して構成した本発明のア
ンテナ整合器の一例を示すブロック図である。
【図3】図1に示したVCO41のVCO制御電圧Vp
と出力周波数との関係およびVCO制御電圧Vpと可変
容量素子制御電圧Vcとの関係を示す図である。
【図4】従来のアンテナ整合器を示すブロック図であ
る。
【符号の説明】
3 アンテナ整合器 4 PLL発振器 31 アンテナ整合部 30 可変容量素子 32 バンド切替制御部 33 電圧発生部 34 制御電圧生成部 35 A−Dコンバータ 36 定数発生部 37 演算部 38 D−Aコンバータ 41 発振バンド切り替え機能を有するVCO(電圧
制御発振器) Df 周波数指定データ Vc 可変容量素子制御電圧 Vp VCO制御電圧
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平6−314982(JP,A) 特開 昭62−84623(JP,A) 実開 平4−80140(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H04B 1/18 - 1/58

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 PLL発振器を備える無線送受信機に適
    用し可変容量素子を制御してインピーダンス整合するア
    ンテナ整合器であって、前記PLL発振器は発振バンド
    切り替え機能を有するVCO(電圧制御発振器)を使用
    して構成し、前記VCOの発振バンドに対応して予め設
    定された電圧および前記VCOの制御電圧に基づき前記
    可変容量素子の制御電圧を生成する手段を備えることを
    特徴とするアンテナ整合器。
  2. 【請求項2】 可変容量素子を有するアンテナ整合部
    と、外部からの周波数指定に応じて前記VCOの発振バ
    ンドを切り替えるバンド切替え信号を生成するバンド切
    替制御部と、前記VCOの発振バンドに対応して予め設
    定された電圧を前記バンド切替え信号に応じて発生する
    電圧発生部と、前記VCOの制御電圧および前記予め設
    定された電圧に基づき前記可変容量素子の制御電圧を生
    成する制御電圧生成部とを備えることを特徴とする請求
    項1記載のアンテナ整合器。
  3. 【請求項3】 可変容量素子を有するアンテナ整合部
    と、外部からの周波数指定に応じて前記VCOの発振バ
    ンドを切り替えるバンド切替え信号を生成するバンド切
    替制御部と、前記VCOの制御電圧をディジタル変換す
    るA−Dコンバータと、前記VCOの発振バンドに対応
    して予め設定された定数を前記バンド切替え信号に応じ
    て発生する定数発生部と、前記A−Dコンバータの出力
    データに対して前記アンテナ整合部の周波数特性に応じ
    た調整処理を行って前記定数発生部から出力された定数
    と加算する演算部と、この演算部の出力データをアナロ
    グ変換して前記可変容量素子の制御電圧として出力する
    D−Aコンバータとを備えることを特徴とする請求項1
    記載のアンテナ整合器。
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