JP3444417B2 - 反射電力モニタ回路とその調整方法 - Google Patents
反射電力モニタ回路とその調整方法Info
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- JP3444417B2 JP3444417B2 JP2000390751A JP2000390751A JP3444417B2 JP 3444417 B2 JP3444417 B2 JP 3444417B2 JP 2000390751 A JP2000390751 A JP 2000390751A JP 2000390751 A JP2000390751 A JP 2000390751A JP 3444417 B2 JP3444417 B2 JP 3444417B2
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、移動体通信、地
上波マイクロ波通信、衛星通信などの固定局(基地局)
に使用され、アンテナなど高周波送出回路の故障の検知
などを目的とする反射電力モニタ回路に関するものであ
る。
上波マイクロ波通信、衛星通信などの固定局(基地局)
に使用され、アンテナなど高周波送出回路の故障の検知
などを目的とする反射電力モニタ回路に関するものであ
る。
【0002】
【従来の技術】高周波信号を出力する通信装置(いわゆ
る無線送信機など)から、アンテナ整合回路やアンテナ
などを経由して高周波電力を送出する場合、アンテナや
アンテナ整合回路あるいはそれらを結ぶ高周波線路(こ
れらを総称して以下、高周波送出回路という)に断線そ
の他の異常があると、いわゆるインピーダンスのミスマ
ッチングが生じ、高周波電力が正常に出力されることな
く、送信機側へ反射されて戻ってしまう。したがって、
この反射電力をモニタすることで高周波送出回路の異常
の有無を監視することが出来ることは知られている。
る無線送信機など)から、アンテナ整合回路やアンテナ
などを経由して高周波電力を送出する場合、アンテナや
アンテナ整合回路あるいはそれらを結ぶ高周波線路(こ
れらを総称して以下、高周波送出回路という)に断線そ
の他の異常があると、いわゆるインピーダンスのミスマ
ッチングが生じ、高周波電力が正常に出力されることな
く、送信機側へ反射されて戻ってしまう。したがって、
この反射電力をモニタすることで高周波送出回路の異常
の有無を監視することが出来ることは知られている。
【0003】図12は従来の反射電力モニタ回路の構成
図で、本願出願人の先の出願(特願2000−0293
34)に記載したものである。以下、図について説明す
る。図12において、91は送信機出力回路(高周波出
力回路)、1は送信機出力回路91に接続された方向性
結合器で、2はその入力端子、3はその出力端子、4は
その結合端子、5はそのアイソレーション端子である。
また、6はアイソレーション端子5に接続された電力モ
ニタ回路で電力を表示または電力に対応する信号を出力
する。7は結合端子4に接続された減衰器であり、8は
減衰器7に接続された位相器である。位相器8のもう一
方の端子は短絡あるいは開放されている。92は出力端
子3に接続された例えばアンテナ整合回路やアンテナな
どを含む高周波送出回路である。
図で、本願出願人の先の出願(特願2000−0293
34)に記載したものである。以下、図について説明す
る。図12において、91は送信機出力回路(高周波出
力回路)、1は送信機出力回路91に接続された方向性
結合器で、2はその入力端子、3はその出力端子、4は
その結合端子、5はそのアイソレーション端子である。
また、6はアイソレーション端子5に接続された電力モ
ニタ回路で電力を表示または電力に対応する信号を出力
する。7は結合端子4に接続された減衰器であり、8は
減衰器7に接続された位相器である。位相器8のもう一
方の端子は短絡あるいは開放されている。92は出力端
子3に接続された例えばアンテナ整合回路やアンテナな
どを含む高周波送出回路である。
【0004】次に動作について、図12の中に電力の流
れを矢印で記入したものを図13に示して説明する。図
13では、図示の都合上、送信機出力回路91と高周波
送出回路92は記載を省略している。図中、送信機出力
回路91の側から高周波送出回路92の方へ流れる電力
を実線で、高周波送出回路92の側から送信機出力回路
91の方へ流れる電力を点線で示している。入力端子2
より入力された電力(Pi)は、その電力の一部(Pi
c)が結合端子4から取り出され、また一部(Pis
o)がアイソレーション端子5に漏れ込み、残りの電力
(Po)が出力端子3より出力される。(Pic)は減
衰器7により減衰された後、位相器8を通過し、その
後、開放(又は短絡)点で全反射する。反射した電力は
再び位相器8を通過し減衰器7により減衰された後、方
向性結合器1を通過して、アイソレーション端子5から
信号(Pic2)として出力され、前述の(Piso)
とベクトル的に合算され、電力モニタ回路6で図示しな
い計器などにより確認される。
れを矢印で記入したものを図13に示して説明する。図
13では、図示の都合上、送信機出力回路91と高周波
送出回路92は記載を省略している。図中、送信機出力
回路91の側から高周波送出回路92の方へ流れる電力
を実線で、高周波送出回路92の側から送信機出力回路
91の方へ流れる電力を点線で示している。入力端子2
より入力された電力(Pi)は、その電力の一部(Pi
c)が結合端子4から取り出され、また一部(Pis
o)がアイソレーション端子5に漏れ込み、残りの電力
(Po)が出力端子3より出力される。(Pic)は減
衰器7により減衰された後、位相器8を通過し、その
後、開放(又は短絡)点で全反射する。反射した電力は
再び位相器8を通過し減衰器7により減衰された後、方
向性結合器1を通過して、アイソレーション端子5から
信号(Pic2)として出力され、前述の(Piso)
とベクトル的に合算され、電力モニタ回路6で図示しな
い計器などにより確認される。
【0005】また、出力電力(Po)は、出力端子3以
降の高周波送出回路92その他の回路でその一部あるい
は全部が反射され、その反射された電力(Pr)が再び
出力端子3より方向性結合器1に入力される。この時、
この反射電力の位相は反射点までの線路の長さその他の
条件によって様々に変わり一定ではない。3より入力さ
れた電力は、その一部(Prc)がアイソレーション端
子5より取り出され、残りの電力は入力端子2から出力
される。この結果、電力モニタ回路6には(Pic2)
と(Piso)と(Prc)の合計電力が表示される。
ただし、この加算はベクトル的に行われるので、例え反
射電力(Prc)の大きさが同じでもその位相が違って
おれば合計電力は変わる。これでは反射電力を正確にモ
ニタすることができない。例えば、|Piso+Pic
2|≠0、即ち、(Piso)が(Pic2)によって
打ち消されていないときは、モニタ電力の大きさは、反
射電力の位相により最大|Prc+ Piso+Pic2
|〜最小|Prc+Piso−Pic2 |の範囲内で
変化する。
降の高周波送出回路92その他の回路でその一部あるい
は全部が反射され、その反射された電力(Pr)が再び
出力端子3より方向性結合器1に入力される。この時、
この反射電力の位相は反射点までの線路の長さその他の
条件によって様々に変わり一定ではない。3より入力さ
れた電力は、その一部(Prc)がアイソレーション端
子5より取り出され、残りの電力は入力端子2から出力
される。この結果、電力モニタ回路6には(Pic2)
と(Piso)と(Prc)の合計電力が表示される。
ただし、この加算はベクトル的に行われるので、例え反
射電力(Prc)の大きさが同じでもその位相が違って
おれば合計電力は変わる。これでは反射電力を正確にモ
ニタすることができない。例えば、|Piso+Pic
2|≠0、即ち、(Piso)が(Pic2)によって
打ち消されていないときは、モニタ電力の大きさは、反
射電力の位相により最大|Prc+ Piso+Pic2
|〜最小|Prc+Piso−Pic2 |の範囲内で
変化する。
【0006】ここで、減衰器7と位相器8を調整し、
(Pic2)を(Piso)に対して同振幅、逆位相に
調整することにより、それらの電力を打ち消すことによ
り、電力モニタ回路6に入力される電力は(Prc)の
みとすることができる。これにより、反射電力(Pr)
の位相に関わらず正確に反射電力の大きさをモニタする
事が出来る。
(Pic2)を(Piso)に対して同振幅、逆位相に
調整することにより、それらの電力を打ち消すことによ
り、電力モニタ回路6に入力される電力は(Prc)の
みとすることができる。これにより、反射電力(Pr)
の位相に関わらず正確に反射電力の大きさをモニタする
事が出来る。
【0007】図14(a)は、|Piso+Pic2|
≠0で、(Piso)が打ち消されていないときの、反
射電力(Prc)の位相の変化に対するモニタ電力の大
きさを示す図である。ここでΓは反射係数であり、Pr
=Γ×Poの関係を表している。図14では反射係数Γ
が0.77の場合と、0.33の場合の2例を示す。
又、図14(b)は(Piso)を(Pic2)により
打ち消したときの反射電力(Prc)の位相の変化に対
する反射電力モニタのモニタ電力の大きさを表す図であ
る。図14(a)は反射電力(Prc)の位相により大
きくモニタ電力が変化しており、反射電力を正確にモニ
タできていないことがわかる。それに対し、図14
(b)は反射電力の位相が変化してもモニタ電力が変化
せず、正確に反射電力を(正確にはPrcである)モニ
タできていることがわかる。
≠0で、(Piso)が打ち消されていないときの、反
射電力(Prc)の位相の変化に対するモニタ電力の大
きさを示す図である。ここでΓは反射係数であり、Pr
=Γ×Poの関係を表している。図14では反射係数Γ
が0.77の場合と、0.33の場合の2例を示す。
又、図14(b)は(Piso)を(Pic2)により
打ち消したときの反射電力(Prc)の位相の変化に対
する反射電力モニタのモニタ電力の大きさを表す図であ
る。図14(a)は反射電力(Prc)の位相により大
きくモニタ電力が変化しており、反射電力を正確にモニ
タできていないことがわかる。それに対し、図14
(b)は反射電力の位相が変化してもモニタ電力が変化
せず、正確に反射電力を(正確にはPrcである)モニ
タできていることがわかる。
【0008】図15は図12で示した減衰器7あるいは
位相器8の特願2000−029334に開示された従
来の構成の一例を示した図である。(減衰器7と位相器
8は同じ構成で部品が異なる)。図の13は入出力端
子、14はマイクロストリップ線路、15はグランドパ
ターン、16はチップ部品(チップ抵抗、チップコンデ
ンサ、チップインダクタなど、その目的や位相の調整程
度に応じて使い分ける)である。減衰量あるいは位相量
を変化させるにはチップ部品を交換する必要があり、
(Pic2)を(Piso)に対して同振幅、逆位相に
調整するのは非常に難しく、調整に長い時間がかかって
いた。
位相器8の特願2000−029334に開示された従
来の構成の一例を示した図である。(減衰器7と位相器
8は同じ構成で部品が異なる)。図の13は入出力端
子、14はマイクロストリップ線路、15はグランドパ
ターン、16はチップ部品(チップ抵抗、チップコンデ
ンサ、チップインダクタなど、その目的や位相の調整程
度に応じて使い分ける)である。減衰量あるいは位相量
を変化させるにはチップ部品を交換する必要があり、
(Pic2)を(Piso)に対して同振幅、逆位相に
調整するのは非常に難しく、調整に長い時間がかかって
いた。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】従来の反射電力モニタ
回路は、減衰器の減衰量と位相器の位相量の調整が、い
ずれもチップ部品を交換する方法で行われていたので、
調整が難しく、長い時間が必要であった。
回路は、減衰器の減衰量と位相器の位相量の調整が、い
ずれもチップ部品を交換する方法で行われていたので、
調整が難しく、長い時間が必要であった。
【0010】本発明は、調整を容易に、あるいは自動的
に行うことができる反射電力モニタ回路を提供すること
を目的とする。また、この反射電力モニタ回路の調整方
法を提供することを目的とする。
に行うことができる反射電力モニタ回路を提供すること
を目的とする。また、この反射電力モニタ回路の調整方
法を提供することを目的とする。
【0011】
【課題を解決するための手段】この発明による反射電力
モニタ回路は、順方向電力が入力される入力端子、逆方
向電力が入力される出力端子、前記入力端子及び出力端
子とそれぞれ電磁結合する結合端子及びアイソレーショ
ン端子を有する方向性結合器、電力の振幅調整を電圧制
御により行う可変減衰器と、位相を調整する位相器とを
含み、前記電磁結合により前記結合端子から出力された
順方向電力の一部電力の振幅と位相を調整し、終端を開
放又は短絡して反射し、前記結合端子へ再入力する直列
接続体、前記アイソレーション端子において前記電磁結
合により前記アイソレーション端子に漏れ込む順方向電
力の一部電力が前記結合端子へ再入力する振幅位相の調
整された電力を用いて合成除去され、前記電磁結合によ
り前記アイソレーション端子から出力された逆方向電力
の一部電力をモニタする電力モニタ回路を備えたもので
ある。
モニタ回路は、順方向電力が入力される入力端子、逆方
向電力が入力される出力端子、前記入力端子及び出力端
子とそれぞれ電磁結合する結合端子及びアイソレーショ
ン端子を有する方向性結合器、電力の振幅調整を電圧制
御により行う可変減衰器と、位相を調整する位相器とを
含み、前記電磁結合により前記結合端子から出力された
順方向電力の一部電力の振幅と位相を調整し、終端を開
放又は短絡して反射し、前記結合端子へ再入力する直列
接続体、前記アイソレーション端子において前記電磁結
合により前記アイソレーション端子に漏れ込む順方向電
力の一部電力が前記結合端子へ再入力する振幅位相の調
整された電力を用いて合成除去され、前記電磁結合によ
り前記アイソレーション端子から出力された逆方向電力
の一部電力をモニタする電力モニタ回路を備えたもので
ある。
【0012】
【0013】
【0014】
【0015】
【0016】
【0017】
【0018】この発明による反射電力モニタ回路の調整
方法は、順方向電力が入力される入力端子、高周波送出
回路に接続され逆方向電力が入力される出力端子、前記
入力端子及び出力端子とそれぞれ電磁結合する結合端子
及びアイソレーション端子を有する方向性結合器、電力
の振幅調整を行う減衰機能と、位相調整を行う位相機能
とを持ち、前記電磁結合により前記結合端子から出力さ
れた順方向電力の一部電力の振幅と位相を調整し、終端
を開放又は短絡して反射し、前記結合端子へ再入力する
直列接続体、前記アイソレーション端子において前記電
磁結合により前記アイソレーション端子に漏れ込む順方
向電力の一部電力が前記結合端子へ再入力する振幅位相
の調整された電力を用いて合成除去され、前記電磁結合
により前記アイソレーション端子から出力された逆方向
電力の一部電力をモニタする電力モニタ回路を備えた反
射電力モニタ回路の調整方法であって、前記高周波送出
回路を切り離して、インピーダンス整合した模擬負荷を
接続する手順と、前記直列接続体の前記減衰機能と前記
位相変化機能とを調整して、前記電力モニタ回路の出力
をゼロとする手順と、前記模擬負荷を切り離して、前記
高周波送出回路を接続する手順とを含むものである。
方法は、順方向電力が入力される入力端子、高周波送出
回路に接続され逆方向電力が入力される出力端子、前記
入力端子及び出力端子とそれぞれ電磁結合する結合端子
及びアイソレーション端子を有する方向性結合器、電力
の振幅調整を行う減衰機能と、位相調整を行う位相機能
とを持ち、前記電磁結合により前記結合端子から出力さ
れた順方向電力の一部電力の振幅と位相を調整し、終端
を開放又は短絡して反射し、前記結合端子へ再入力する
直列接続体、前記アイソレーション端子において前記電
磁結合により前記アイソレーション端子に漏れ込む順方
向電力の一部電力が前記結合端子へ再入力する振幅位相
の調整された電力を用いて合成除去され、前記電磁結合
により前記アイソレーション端子から出力された逆方向
電力の一部電力をモニタする電力モニタ回路を備えた反
射電力モニタ回路の調整方法であって、前記高周波送出
回路を切り離して、インピーダンス整合した模擬負荷を
接続する手順と、前記直列接続体の前記減衰機能と前記
位相変化機能とを調整して、前記電力モニタ回路の出力
をゼロとする手順と、前記模擬負荷を切り離して、前記
高周波送出回路を接続する手順とを含むものである。
【0019】
【発明の実施の形態】実施の形態1.図1はこの発明に
よる反射電力モニタ回路を用いた構成を示す図である。
以下、図について説明する。なお以下の各実施の形態の
図において同符号は同一または相当部分を示す。図1に
おいて、91は送信機出力回路、1は送信機出力回路9
1に接続された方向性結合器で、一端に入力端子、他端
に出力端子を有する主線路と、一端に結合端子、他端に
アイソレーション端子を有するとともに前記主線路と進
行波結合した副線路を有し、2はその入力端子、3はそ
の出力端子、4はその結合端子、5はそのアイソレーシ
ョン端子である。また、6はアイソレーション端子5に
接続された電力モニタ回路、71は結合端子4に接続さ
れた可変減衰器で、外部からのコントロール電圧72に
より減衰量を可変できる。8は可変減衰器71に接続さ
れた位相器である。位相器8のもう一方の端子は短絡あ
るいは開放されている。可変減衰器71と位相器8は直
列接続体を構成している。92は出力端子3に接続され
た例えばアンテナ整合回路やアンテナなどからなる高周
波送出回路である。動作について説明するため図1の中
に送信機出力回路91から高周波送出回路92の方向へ
の順方向電力の流れを93の実線で、また、高周波送出
回路92から反射した逆方向電力の流れを94の点線の
矢印で記入している。可変減衰器71の構成について
は、コントロール電圧によって制御できるものが市販さ
れており、容易に入手可能なので、ここでの詳細な説明
は省略する。
よる反射電力モニタ回路を用いた構成を示す図である。
以下、図について説明する。なお以下の各実施の形態の
図において同符号は同一または相当部分を示す。図1に
おいて、91は送信機出力回路、1は送信機出力回路9
1に接続された方向性結合器で、一端に入力端子、他端
に出力端子を有する主線路と、一端に結合端子、他端に
アイソレーション端子を有するとともに前記主線路と進
行波結合した副線路を有し、2はその入力端子、3はそ
の出力端子、4はその結合端子、5はそのアイソレーシ
ョン端子である。また、6はアイソレーション端子5に
接続された電力モニタ回路、71は結合端子4に接続さ
れた可変減衰器で、外部からのコントロール電圧72に
より減衰量を可変できる。8は可変減衰器71に接続さ
れた位相器である。位相器8のもう一方の端子は短絡あ
るいは開放されている。可変減衰器71と位相器8は直
列接続体を構成している。92は出力端子3に接続され
た例えばアンテナ整合回路やアンテナなどからなる高周
波送出回路である。動作について説明するため図1の中
に送信機出力回路91から高周波送出回路92の方向へ
の順方向電力の流れを93の実線で、また、高周波送出
回路92から反射した逆方向電力の流れを94の点線の
矢印で記入している。可変減衰器71の構成について
は、コントロール電圧によって制御できるものが市販さ
れており、容易に入手可能なので、ここでの詳細な説明
は省略する。
【0020】次に動作について説明する。図1中、送信
機出力回路91の側から高周波送出回路92の方へ流れ
る電力を実線で、高周波送出回路92の側から送信機出
力回路91の方へ流れる電力を点線で示している。電力
の流れについては、従来例と同じであるが、念のため再
度説明する。入力端子2より入力された電力(Pi)
は、その電力の一部(Pic)が結合端子4から取り出
され、また一部(Piso)がアイソレーション端子5
に漏れ込み、残りの電力(Po)が出力端子3より出力
される。Picは減衰器7により減衰された後、位相器
8を通過し、その後、開放(又は短絡)点で全反射す
る。反射した電力は再び位相器8を通過し減衰器7によ
り減衰された後、方向性結合器1を通過する(Pic
2)。通過した電力(Pic2)は、前述のPisoと
ベクトル的に合算され電力モニタ回路6に入力され、図
示しない計器などにより確認される。
機出力回路91の側から高周波送出回路92の方へ流れ
る電力を実線で、高周波送出回路92の側から送信機出
力回路91の方へ流れる電力を点線で示している。電力
の流れについては、従来例と同じであるが、念のため再
度説明する。入力端子2より入力された電力(Pi)
は、その電力の一部(Pic)が結合端子4から取り出
され、また一部(Piso)がアイソレーション端子5
に漏れ込み、残りの電力(Po)が出力端子3より出力
される。Picは減衰器7により減衰された後、位相器
8を通過し、その後、開放(又は短絡)点で全反射す
る。反射した電力は再び位相器8を通過し減衰器7によ
り減衰された後、方向性結合器1を通過する(Pic
2)。通過した電力(Pic2)は、前述のPisoと
ベクトル的に合算され電力モニタ回路6に入力され、図
示しない計器などにより確認される。
【0021】また、出力電力Poは、出力端子3以降の
高周波送出回路92その他の回路でその一部あるいは全
部が反射され、その反射された電力(Pr)が再び出力
端子3より方向性結合器1に入力される。この時、この
反射電力の位相は反射点までの線路の長さその他の条件
によって変わり、一定ではない。3より入力された電力
は、その一部(Prc)がアイソレーション端子5より
取り出され、その残りの電力は入力端子2から出力され
る。
高周波送出回路92その他の回路でその一部あるいは全
部が反射され、その反射された電力(Pr)が再び出力
端子3より方向性結合器1に入力される。この時、この
反射電力の位相は反射点までの線路の長さその他の条件
によって変わり、一定ではない。3より入力された電力
は、その一部(Prc)がアイソレーション端子5より
取り出され、その残りの電力は入力端子2から出力され
る。
【0022】ここで、可変減衰器7と位相器8を調整
し、Pic2をPisoに対して同振幅、逆位相にする
ことにより、それらの電力を打ち消す。これにより電力
モニタ回路6に入力される電力はPrc のみとなり、
反射電力Prの位相に関わらず正確にモニタする事が出
来る。図2は本発明の反射電力モニタの性能を表す図で
ある。ここでΓは反射係数であり、Pr=Γ×Poの関
係を表している。反射電力の位相が変化してもモニタ電
力が変化せず、正確に反射電力をモニタできていること
がわかる。
し、Pic2をPisoに対して同振幅、逆位相にする
ことにより、それらの電力を打ち消す。これにより電力
モニタ回路6に入力される電力はPrc のみとなり、
反射電力Prの位相に関わらず正確にモニタする事が出
来る。図2は本発明の反射電力モニタの性能を表す図で
ある。ここでΓは反射係数であり、Pr=Γ×Poの関
係を表している。反射電力の位相が変化してもモニタ電
力が変化せず、正確に反射電力をモニタできていること
がわかる。
【0023】次に、図1のものの調整方法について図
3、図4により説明する。図3は調整を行う際の回路
図、図4は調整のフローを説明するフローチャートであ
る。まず、ステップS41で出力端子3と高周波送出回
路92との接続を切り離し、ステップS42で出力端子
3に送信機出力回路91の出力インピーダンス、線路の
インピーダンス、線路に接続される高周波送出回路92
のインピーダンス(これらは本来同じインピーダンスに
設計されている)に相当するインピーダンスを持つ模擬
負荷回路(いわゆるダミーロード)12、即ち電力反射
が生じない負荷を接続する。高周波送出回路92が正常
でその整合も完全であることが判っているならば、模擬
負荷12を用いずに高周波送出回路92を用いてもよ
い。次に、ステップS43で送信機出力回路91の側か
ら入力端子2へ入力電力(Pi)を供給する。このとき
模擬負荷回路12のインピーダンス整合が完全にとれて
いると、模擬負荷回路12による反射電力Prは0とな
るため、電力モニタ回路6にはPisoとPic2が入
力される。これらは反射電力をモニタするとき妨害とな
る電力である。次にステップS44で、電力モニタ回路
6に入力される電力が0となるように、可変減衰器71
および位相器8の減衰量および位相量を調整し、(Pi
c2)が(Piso)に対して同振幅、逆位相となり、
電力モニタ回路6の出力をゼロとする。次にステップS
45で、模擬負荷12を切り離して高周波出力回路92
を接続することにより、図2の特性のように反射電力を
正確にモニタすることができる。このとき、可変減衰器
7は外部からのコントロール電圧で減衰量を調節できる
ので、従来よりも簡単にPic2の振幅を調整すること
ができる。
3、図4により説明する。図3は調整を行う際の回路
図、図4は調整のフローを説明するフローチャートであ
る。まず、ステップS41で出力端子3と高周波送出回
路92との接続を切り離し、ステップS42で出力端子
3に送信機出力回路91の出力インピーダンス、線路の
インピーダンス、線路に接続される高周波送出回路92
のインピーダンス(これらは本来同じインピーダンスに
設計されている)に相当するインピーダンスを持つ模擬
負荷回路(いわゆるダミーロード)12、即ち電力反射
が生じない負荷を接続する。高周波送出回路92が正常
でその整合も完全であることが判っているならば、模擬
負荷12を用いずに高周波送出回路92を用いてもよ
い。次に、ステップS43で送信機出力回路91の側か
ら入力端子2へ入力電力(Pi)を供給する。このとき
模擬負荷回路12のインピーダンス整合が完全にとれて
いると、模擬負荷回路12による反射電力Prは0とな
るため、電力モニタ回路6にはPisoとPic2が入
力される。これらは反射電力をモニタするとき妨害とな
る電力である。次にステップS44で、電力モニタ回路
6に入力される電力が0となるように、可変減衰器71
および位相器8の減衰量および位相量を調整し、(Pi
c2)が(Piso)に対して同振幅、逆位相となり、
電力モニタ回路6の出力をゼロとする。次にステップS
45で、模擬負荷12を切り離して高周波出力回路92
を接続することにより、図2の特性のように反射電力を
正確にモニタすることができる。このとき、可変減衰器
7は外部からのコントロール電圧で減衰量を調節できる
ので、従来よりも簡単にPic2の振幅を調整すること
ができる。
【0024】実施の形態2.図5はこの発明の実施の形
態2による反射電力モニター回路の構成を示す構成図で
ある。以下、図について説明する。図5において、81
は減衰器7に接続された外部からのコントロール電圧8
2で位相量を可変できる可変位相器である。可変位相器
81のもう一方の端子は短絡あるいは開放されている。
減衰器7と可変位相器81とは直列接続体を構成してい
る。動作についての説明は実施の形態1と同様である
が、減衰器7が固定(部品を交換すれば変更可能である
ことは言うまでもない)、コントロール電圧82により
可変位相器81の位相量を調整するものである。可変位
相器81の構成については、コントロール電圧によって
制御できるものが市販されており、容易に入手可能なの
で、ここでの詳細な説明は省略する。
態2による反射電力モニター回路の構成を示す構成図で
ある。以下、図について説明する。図5において、81
は減衰器7に接続された外部からのコントロール電圧8
2で位相量を可変できる可変位相器である。可変位相器
81のもう一方の端子は短絡あるいは開放されている。
減衰器7と可変位相器81とは直列接続体を構成してい
る。動作についての説明は実施の形態1と同様である
が、減衰器7が固定(部品を交換すれば変更可能である
ことは言うまでもない)、コントロール電圧82により
可変位相器81の位相量を調整するものである。可変位
相器81の構成については、コントロール電圧によって
制御できるものが市販されており、容易に入手可能なの
で、ここでの詳細な説明は省略する。
【0025】図5のものの調整方法は、実施の形態1で
説明した図1のものの調整と、基本的に同一なので説明
を省略する。可変位相器81は外部からのコントロール
電圧82で位相量を調節できるので、簡単にPic2の
位相を調整することができる。
説明した図1のものの調整と、基本的に同一なので説明
を省略する。可変位相器81は外部からのコントロール
電圧82で位相量を調節できるので、簡単にPic2の
位相を調整することができる。
【0026】実施の形態3.図6はこの発明の実施の形
態3による反射電力モニタ回路を示す構成図である。図
6の構成は実施の形態1の可変減衰器71と実施の形態
2の可変位相器81とを同時に用いたものである。以
下、図について説明する。71は外部からのコントロー
ル電圧72で減衰量を可変できる可変減衰器であり、8
1は外部からのコントロール電圧82で位相量を可変で
きる可変位相器である。可変減衰器71と可変位相器8
1とは直列接続体を構成している。調整方法についての
説明は実施の形態1と同様なので省略する。
態3による反射電力モニタ回路を示す構成図である。図
6の構成は実施の形態1の可変減衰器71と実施の形態
2の可変位相器81とを同時に用いたものである。以
下、図について説明する。71は外部からのコントロー
ル電圧72で減衰量を可変できる可変減衰器であり、8
1は外部からのコントロール電圧82で位相量を可変で
きる可変位相器である。可変減衰器71と可変位相器8
1とは直列接続体を構成している。調整方法についての
説明は実施の形態1と同様なので省略する。
【0027】可変減衰器および可変位相器は外部からの
コントロール電圧72、82でそれぞれ減衰量、位相量
を個別に調節できるので、簡単に(Pic2)の振幅お
よび位相を調整することができる。
コントロール電圧72、82でそれぞれ減衰量、位相量
を個別に調節できるので、簡単に(Pic2)の振幅お
よび位相を調整することができる。
【0028】実施の形態4.図7はこの発明の実施の形
態4による反射電力モニタ回路を示す構成図である。以
下、図について説明する。図7において、73は結合端
子4に接続され、機械的な手段9たとえばダイヤルによ
り減衰量を可変できる可変減衰器である。可変減衰器7
3と位相器8は直列接続体を構成する。動作及び調整方
法についての説明は実施の形態1と同様なので省略す
る。
態4による反射電力モニタ回路を示す構成図である。以
下、図について説明する。図7において、73は結合端
子4に接続され、機械的な手段9たとえばダイヤルによ
り減衰量を可変できる可変減衰器である。可変減衰器7
3と位相器8は直列接続体を構成する。動作及び調整方
法についての説明は実施の形態1と同様なので省略す
る。
【0029】可変減衰器は機械的な手段9たとえばダイ
ヤルにより減衰量を調節できるので、簡単に(Pic
2)の振幅を調整することができる。
ヤルにより減衰量を調節できるので、簡単に(Pic
2)の振幅を調整することができる。
【0030】実施の形態5.図8はこの発明の実施の形
態5による反射電力モニタ回路を示す構成図である。以
下、図について説明する。図8において、83は、減衰
器7に接続され、機械的な手段10たとえばダイヤルに
より位相量を可変できる可変位相器である。可変位相器
83のもう一方の端子は短絡あるいは開放されている.
動作及び調整方法についての説明は実施の形態1と同様
なので省略する。
態5による反射電力モニタ回路を示す構成図である。以
下、図について説明する。図8において、83は、減衰
器7に接続され、機械的な手段10たとえばダイヤルに
より位相量を可変できる可変位相器である。可変位相器
83のもう一方の端子は短絡あるいは開放されている.
動作及び調整方法についての説明は実施の形態1と同様
なので省略する。
【0031】可変位相器83は機械的な手段10たとえ
ばダイヤルにより位相量を調節できるので、簡単に(P
ic2)の位相を調整することができる。
ばダイヤルにより位相量を調節できるので、簡単に(P
ic2)の位相を調整することができる。
【0032】実施の形態6.図9はこの発明の実施の形
態6による反射電力モニタ回路を示す構成図である。図
9の構成は実施の形態4と実施の形態5の構成を共に用
いた構成である。以下、図について説明する。図9にお
いて、73は結合端子4に接続され、機械的な手段たと
えばダイヤル9により減衰量を可変できる可変減衰器で
あり、83は可変減衰器73に接続され、機械的な手段
たとえばダイヤル10により位相量を可変できる可変位
相器である。8のもう一方の端子は短絡あるいは開放さ
れている.動作及び調整方法についての説明は実施の形
態1と同様なので省略する。
態6による反射電力モニタ回路を示す構成図である。図
9の構成は実施の形態4と実施の形態5の構成を共に用
いた構成である。以下、図について説明する。図9にお
いて、73は結合端子4に接続され、機械的な手段たと
えばダイヤル9により減衰量を可変できる可変減衰器で
あり、83は可変減衰器73に接続され、機械的な手段
たとえばダイヤル10により位相量を可変できる可変位
相器である。8のもう一方の端子は短絡あるいは開放さ
れている.動作及び調整方法についての説明は実施の形
態1と同様なので省略する。
【0033】可変減衰器73および可変位相器83は機
械的な手段9、10たとえばダイヤルにより、それぞれ
減衰量、位相量を調節できるので、簡単に(Pic2)
の振幅および位相を調整することができる。
械的な手段9、10たとえばダイヤルにより、それぞれ
減衰量、位相量を調節できるので、簡単に(Pic2)
の振幅および位相を調整することができる。
【0034】実施の形態7.図10はこの発明の実施の
形態7による反射電力モニタ回路を示す構成図である。
以下、図について説明する。図10において、71、8
1は実施の形態3の図6で説明した可変減衰器と可変位
相器であり、それぞれ外部からの信号により減衰量と位
相量を調整できる。11は電力モニタ6でモニタされる
電力の大小に応じて可変減衰器71および可変位相器8
1を制御するコントロール電圧を出す制御回路である。
制御回路11は、電力モニタ回路6の出力するモニタ電
圧が小さくなるように可変減衰器と可変位相器をコント
ロールする機能をもつ。基本的な動作についての説明は
実施例1と同様なので省略する。
形態7による反射電力モニタ回路を示す構成図である。
以下、図について説明する。図10において、71、8
1は実施の形態3の図6で説明した可変減衰器と可変位
相器であり、それぞれ外部からの信号により減衰量と位
相量を調整できる。11は電力モニタ6でモニタされる
電力の大小に応じて可変減衰器71および可変位相器8
1を制御するコントロール電圧を出す制御回路である。
制御回路11は、電力モニタ回路6の出力するモニタ電
圧が小さくなるように可変減衰器と可変位相器をコント
ロールする機能をもつ。基本的な動作についての説明は
実施例1と同様なので省略する。
【0035】制御回路11(制御手段ともいう)はモニ
タ電圧が小さくなるように可変減衰器と可変位相器をコ
ントロールするように構成されているので、調整を行う
際には、実施の形態1の図3のようによく整合調整され
た模擬負荷回路12を接続したのち、制御回路11を動
作させ、信号(Pic2)と(Piso)とが打ち消し
あってモニタ電圧が最小となるように調整し、その後、
制御回路11の出力するコントロール電圧を固定するこ
とにより調整が完了する。こうして自動で調整すること
が可能になる。図11は制御回路11の動作について説
明するため、模擬負荷回路12を接続した状態での位相
と減衰の変化に対する電力モニタの出力の変化の一例を
示したものである。この変化は単調ではなく、ミニマム
ポイントを可変範囲内に含む3次元特性となる場合が多
い。このようなミニマムポイントに制御出力を誘導する
方法は、公知の方法がいろいろ提案されており、例えば
制御回路11の出力信号(コントロール信号72、82
に相当)に微小な変化を加えた後、その影響、即ち電力
モニタ回路6の出力信号の大きさの変化を観察し、モニ
タ電力がより小さくなる方向に前記微小変化を積み重
ね、電力モニタ回路6の出力信号の大きさの変化が観察
されなくなるまでこれを繰り返し行うことで達成され
る。また、このような制御回路11はマイクロコンピュ
ータを用いて構成することができる。
タ電圧が小さくなるように可変減衰器と可変位相器をコ
ントロールするように構成されているので、調整を行う
際には、実施の形態1の図3のようによく整合調整され
た模擬負荷回路12を接続したのち、制御回路11を動
作させ、信号(Pic2)と(Piso)とが打ち消し
あってモニタ電圧が最小となるように調整し、その後、
制御回路11の出力するコントロール電圧を固定するこ
とにより調整が完了する。こうして自動で調整すること
が可能になる。図11は制御回路11の動作について説
明するため、模擬負荷回路12を接続した状態での位相
と減衰の変化に対する電力モニタの出力の変化の一例を
示したものである。この変化は単調ではなく、ミニマム
ポイントを可変範囲内に含む3次元特性となる場合が多
い。このようなミニマムポイントに制御出力を誘導する
方法は、公知の方法がいろいろ提案されており、例えば
制御回路11の出力信号(コントロール信号72、82
に相当)に微小な変化を加えた後、その影響、即ち電力
モニタ回路6の出力信号の大きさの変化を観察し、モニ
タ電力がより小さくなる方向に前記微小変化を積み重
ね、電力モニタ回路6の出力信号の大きさの変化が観察
されなくなるまでこれを繰り返し行うことで達成され
る。また、このような制御回路11はマイクロコンピュ
ータを用いて構成することができる。
【0036】
【発明の効果】以上に説明したように、この発明の反射
電力モニタ回路は、終端を開放又は短絡して反射し、結
合端子へ再入力する直列接続体を備えているので、順方
向電力から電力モニタ回路に漏れる電力を打ち消すため
の調整が容易であるという効果が得られる。
電力モニタ回路は、終端を開放又は短絡して反射し、結
合端子へ再入力する直列接続体を備えているので、順方
向電力から電力モニタ回路に漏れる電力を打ち消すため
の調整が容易であるという効果が得られる。
【0037】また、可変位相器を備えているので、順方
向電力から電力モニタ回路に漏れる電力を打ち消すため
の調整が容易であるという効果が得られる。
向電力から電力モニタ回路に漏れる電力を打ち消すため
の調整が容易であるという効果が得られる。
【0038】また、可変減衰器と可変位相器を備えてい
るので、順方向電力から電力モニタ回路に漏れる電力を
打ち消すための調整が容易であるという効果が得られ
る。
るので、順方向電力から電力モニタ回路に漏れる電力を
打ち消すための調整が容易であるという効果が得られ
る。
【0039】また、ダイアルで調整可能な可変減衰器を
備えているので、順方向電力から電力モニタ回路に漏れ
る電力を打ち消すための調整が容易であるという効果が
得られる。
備えているので、順方向電力から電力モニタ回路に漏れ
る電力を打ち消すための調整が容易であるという効果が
得られる。
【0040】また、ダイアルで調整可能な可変位相器を
備えているので、順方向電力から電力モニタ回路に漏れ
る電力を打ち消すための調整が容易であるという効果が
得られる。
備えているので、順方向電力から電力モニタ回路に漏れ
る電力を打ち消すための調整が容易であるという効果が
得られる。
【0041】また、ダイアルで調整可能な可変減衰器と
可変位相器を備えているので、順方向電力から電力モニ
タ回路に漏れる電力を打ち消すための調整が容易である
という効果が得られる。
可変位相器を備えているので、順方向電力から電力モニ
タ回路に漏れる電力を打ち消すための調整が容易である
という効果が得られる。
【0042】また、電力モニタ回路の出力信号を受け
て、この信号が最小となるように、可変減衰器と可変位
相器にコントルール信号を送る制御回路を備えているの
で、順方向電力から電力モニタ回路に漏れる電力を打ち
消すための調整が自動的に行われるという効果が得られ
る。
て、この信号が最小となるように、可変減衰器と可変位
相器にコントルール信号を送る制御回路を備えているの
で、順方向電力から電力モニタ回路に漏れる電力を打ち
消すための調整が自動的に行われるという効果が得られ
る。
【0043】この発明による反射電力モニタ回路の調整
方法によれば、負荷として整合された模擬負荷を接続し
反射電力がゼロの状態を作った後、漏れ電力を打ち消す
ように調整しているので順方向電力から電力モニタ回路
に漏れる電力を打ち消すための調整が容易にできるとい
う効果が得られる。
方法によれば、負荷として整合された模擬負荷を接続し
反射電力がゼロの状態を作った後、漏れ電力を打ち消す
ように調整しているので順方向電力から電力モニタ回路
に漏れる電力を打ち消すための調整が容易にできるとい
う効果が得られる。
【図1】 この発明の実施の形態1による反射電力モニ
タ回路の構成図である。
タ回路の構成図である。
【図2】 図1の回路の特性図である。
【図3】 図1の回路の調整方法を説明する回路構成図
である。
である。
【図4】 図1の回路の調整方法を説明するフローチャ
ートである。
ートである。
【図5】 この発明の実施の形態2による反射電力モニ
タ回路の構成図である。
タ回路の構成図である。
【図6】 この発明の実施の形態3による反射電力モニ
タ回路の構成図である。
タ回路の構成図である。
【図7】 この発明の実施の形態4による反射電力モニ
タ回路の構成図である。
タ回路の構成図である。
【図8】 この発明の実施の形態5による反射電力モニ
タ回路の構成図である。
タ回路の構成図である。
【図9】 この発明の実施の形態6による反射電力モニ
タ回路の構成図である。
タ回路の構成図である。
【図10】 この発明の実施の形態7による反射電力モ
ニタ回路の構成図である。
ニタ回路の構成図である。
【図11】 図10の動作を説明するための特性図であ
る。
る。
【図12】 従来の反射電力モニタ回路の構成図であ
る。
る。
【図13】 図12の回路の動作を説明する図である。
【図14】 図12の回路の特性を説明する図である。
【図15】 従来の反射モニタに使用される減衰器、位
相器の構成を示す図である。
相器の構成を示す図である。
1 方向性結合器、 2 入力端子、 3 出力端
子、 4 結合端子、5 アイソレーション端子、
6 電力モニタ回路、 7 減衰器、8 位相
器、9 ダイヤル(可変減衰器の減衰量を機械的に変化
させる手段) 10 ダイヤル(可変位相器の位相量を機械的に変化さ
せる手段) 11 制御回路、 12 模擬負荷 71 可変減
衰器、72、82 コントロール電圧源、81 可変位
相器、 73 可変減衰器、 83 可変位相器、9
1 送信機出力回路、 92 高周波送出回路、 93
順方向電力の流れ、94 逆方向電力の流れ。
子、 4 結合端子、5 アイソレーション端子、
6 電力モニタ回路、 7 減衰器、8 位相
器、9 ダイヤル(可変減衰器の減衰量を機械的に変化
させる手段) 10 ダイヤル(可変位相器の位相量を機械的に変化さ
せる手段) 11 制御回路、 12 模擬負荷 71 可変減
衰器、72、82 コントロール電圧源、81 可変位
相器、 73 可変減衰器、 83 可変位相器、9
1 送信機出力回路、 92 高周波送出回路、 93
順方向電力の流れ、94 逆方向電力の流れ。
フロントページの続き
(72)発明者 番 智彦
東京都千代田区丸の内二丁目2番3号
三菱電機株式会社内
(56)参考文献 特開 平11−186973(JP,A)
特開 昭60−212046(JP,A)
実開 平2−98534(JP,U)
(58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名)
G01R 29/08
G01R 29/10
H04B 1/04
Claims (8)
- 【請求項1】 順方向電力が入力される入力端子、逆方
向電力が入力される出力端子、前記入力端子及び出力端子とそれぞれ電磁結合する結合
端子及びアイソレーション端子を有する 方向性結合器、電力の振幅調整を電圧制御により行う可変減衰器と、位
相を調整する位相器とを含み、前記電磁結合により前記
結合端子から出力された順方向電力の一部電力の振幅と
位相を調整し、終端を開放または短絡して反射し、前記
結合端子へ再入力する 直列接続体、前記アイソレーション端子において前記電磁結合により
前記アイソレーション端子に漏れ込む順方向電力の一部
電力が前記結合端子へ再入力する振幅位相の調整された
電力を用いて合成除去され、前記電磁結合により前記ア
イソレーション端子から出力された逆方向電力の一部電
力をモニタする 電力モニタ回路を備えたことを特徴とす
る反射電力モニタ回路。 - 【請求項2】 順方向電力が入力される入力端子、逆方
向電力が入力される出力端子、前記入力端子及び出力端子とそれぞれ電磁結合する結合
端子及びアイソレーション端子を有する 方向性結合器、電力の振幅調整を行う減衰器と、位相調整を電圧制御に
より行う可変位相器とを含み、前記電磁結合により前記
結合端子から出力された順方向電力の一部電力の振幅と
位相を調整し、終端を開放又は短絡して反射し、前記結
合端子へ再入力する 直列接続体、前記アイソレーション端子において前記電磁結合により
前記アイソレーション端子に漏れ込む順方向電力の一部
電力が前記結合端子へ再入力する振幅位相の調整された
電力を用いて合成除去され、前記電磁結合により前記ア
イソレーション端子から出力された逆方向電力の一部電
力をモニタする 電力モニタ回路を備えたことを特徴とす
る反射電力モニタ回路。 - 【請求項3】 順方向電力が入力される入力端子、逆方
向電力が入力される出力端子、前記入力端子及び出力端子とそれぞれ電磁結合する結合
端子及びアイソレーション端子を有する 方向性結合器、電力の振幅調整を電圧制御により行う可変減衰器と、位
相調整を電圧制御により行う可変位相器とを含み、前記
電磁結合により前記結合端子から出力された順方向電力
の一部電力の振幅と位相を調整し、終端を開放又は短絡
して反射し、前記結合端子へ再入力する 直列接続体、前記アイソレーション端子において前記電磁結合により
前記アイソレーション端子に漏れ込む順方向電力の一部
電力が前記結合端子へ再入力する振幅位相の調整された
電力を用いて合成除去され、前記電磁結合により前記ア
イソレーション端子から出力された逆方向電力の一部電
力をモニタする 電力モニタ回路を備えたことを特徴とす
る反射電力モニタ回路。 - 【請求項4】 前記可変減衰器の減衰量を調整するダイ
アル装置を備えたことを特徴とする請求項1に記載の反
射電力モニタ回路。 - 【請求項5】 前記可変位相器の位相量を調整するダイ
アル装置を備えたことを特徴とする請求項2に記載の反
射電力モニタ回路。 - 【請求項6】 前記可変減衰器の減衰量を調整するダイ
アル装置、前記可変位相器の位相量を調整するダイアル
装置を備えたことを特徴とする請求項3に記載の反射電
力モニタ回路。 - 【請求項7】 前記電力モニタ回路のモニタ出力を用い
て、前記可変減衰器及び前記可変位相器の制御電圧を設
定する制御手段を備えたことを特徴とする請求項3に記
載の反射電力モニタ回路。 - 【請求項8】 順方向電力が入力される入力端子、高周
波送出回路に接続され逆方向電力が入力される出力端
子、前記入力端子及び出力端子とそれぞれ電磁結合する
結合端子及びアイソレーション端子を有する方向性結合
器、 電力の振幅調整を行う減衰機能と、位相調整を行う位相
機能とを持ち、前記電磁結合により前記結合端子から出
力された順方向電力の一部電力の振幅と位相を調整し、
終端を開放又は短絡して反射し、前記結合端子へ再入力
する直列接続体、 前記アイソレーション端子において前記電磁結合により
前記アイソレーション 端子に漏れ込む順方向電力の一部
電力が前記結合端子へ再入力する振幅位相の調整された
電力を用いて合成除去され、前記電磁結合により前記ア
イソレーション端子から出力された逆方向電力の一部電
力をモニタする電力モニタ回路を備えた反射電力モニタ
回路の 調整方法であって、 前記高周波送出回路を切り離して、インピーダンス整合
した模擬負荷を接続する手順と、 前記直列接続体の前記減衰機能と前記位相機能とを調整
して、前記電力モニタ回路の出力をゼロとする手順と、 前記模擬負荷を切り離して、前記高周波送出回路を接続
する手順とを含むことを特徴とする反射電力モニタ回路
の調整方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2000390751A JP3444417B2 (ja) | 2000-12-22 | 2000-12-22 | 反射電力モニタ回路とその調整方法 |
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Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2002189045A JP2002189045A (ja) | 2002-07-05 |
JP3444417B2 true JP3444417B2 (ja) | 2003-09-08 |
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---|---|---|---|---|
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JP5381528B2 (ja) * | 2009-09-09 | 2014-01-08 | 三菱電機株式会社 | 方向性結合器 |
CN113156199B (zh) * | 2021-04-20 | 2024-02-06 | 中国科学院近代物理研究所 | 一种射频功率测量装置及方法 |
-
2000
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