JPH03113920A - Antenna matching device - Google Patents

Antenna matching device

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JPH03113920A
JPH03113920A JP25148389A JP25148389A JPH03113920A JP H03113920 A JPH03113920 A JP H03113920A JP 25148389 A JP25148389 A JP 25148389A JP 25148389 A JP25148389 A JP 25148389A JP H03113920 A JPH03113920 A JP H03113920A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
matching
frequency
reactance
matching device
antenna
Prior art date
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Pending
Application number
JP25148389A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Mitsuo Yoshikawa
吉川 光男
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toyo Communication Equipment Co Ltd
Original Assignee
Toyo Communication Equipment Co Ltd
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Publication date
Application filed by Toyo Communication Equipment Co Ltd filed Critical Toyo Communication Equipment Co Ltd
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Publication of JPH03113920A publication Critical patent/JPH03113920A/en
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Abstract

PURPOSE:To attain high speed matching by connecting plural reactance elements in using as variable reactance elements in series or in parallel via a switch or the like, and varying the combination of ON, OFF of the switches so as to vary a combined reactance. CONSTITUTION:Matching information at a prescribed frequency such as transmission frequency is stored in a memory memo and a control circuit CONT controls a matching circuit TUNE based on the information. When the matching is taken again because of the start of transmission or change of the transmission frequency, for example, a relay control voltage is turned on/off to take an optimum capacitance based on the optimum matching information in said transmission frequency. Or the matching is taken by changing the voltage applied to a switching element to switch the combination of switches momentarily. Thus, since the time requiring to take matching is enough to be a time switching a switch such as a relay, the high speed matching in comparison with a conventional antenna matching device is attained.

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は周波数ホッピング方式あるいは最適周波数制御
等に使用する空中線整合器に関し、特にその整合を高速
に行うものに関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (Field of Industrial Application) The present invention relates to an antenna matching device used for frequency hopping or optimal frequency control, and particularly to one that performs matching at high speed.

(従来技術) 無線設備の空中線系統のインピーダンス整合がとれてい
ないと、送信機から供給される電力は空中線から放射さ
れずに反射して電力効率が悪くなるのみならず、送信機
に戻って送信機を破壊するおそれがある。また、複数系
統の空中線を用いる場合、前記反射電力の一部は送信機
以外にも他の空中線系統に分配されてこれら池の系統を
破損し、あるいは空中線切り替え器等を破損するおそれ
もある。
(Prior art) If the impedance of the antenna system of radio equipment is not matched, the power supplied from the transmitter will not only be reflected without being radiated from the antenna, resulting in poor power efficiency, but will also return to the transmitter and be transmitted. There is a risk of destroying the machine. Furthermore, when multiple antenna systems are used, a portion of the reflected power is distributed to other antenna systems in addition to the transmitter, and there is a risk of damaging these systems or damaging the antenna switch.

これらを避けるため送信機の電力増幅器出力インビーダ
ンスと空中線の放射インピーダンスとを整合させる必要
があり、従来から無線設備の空中線系統には空中線整合
器を備えていた。
In order to avoid these problems, it is necessary to match the power amplifier output impedance of the transmitter and the radiation impedance of the antenna, and antenna systems of radio equipment have conventionally been equipped with antenna matching devices.

第4図は低域フィルタ型の整合回路を使用した従来の空
中線整合器の一例を示す回路図である。
FIG. 4 is a circuit diagram showing an example of a conventional antenna matching device using a low-pass filter type matching circuit.

同図においてLは可変誘導素子、Cは可変容量素子であ
り、これら可変リアクタンス素子の値を調整することに
よって空中線ANTの放射インピーダンスと送信機TX
の出力インピーダンス、あるいは両者間を接続するケー
ブルとの整合をとるものである。これら素子の具体的な
数値は空中線の種類あるいは使用周波数等によって異な
るが、例えば1つのホイップアンテナで短波帯全域をカ
バーする場合、送信する周波数に応じて上記アンテナの
インピーダンスが変化するので、これを整合するような
値となる。
In the figure, L is a variable inductive element, and C is a variable capacitance element. By adjusting the values of these variable reactance elements, the radiation impedance of the antenna ANT and the transmitter TX can be adjusted.
This is to match the output impedance of the two or the cable that connects the two. The specific values of these elements vary depending on the type of antenna or frequency used, but for example, when covering the entire shortwave band with one whip antenna, the impedance of the antenna changes depending on the frequency to be transmitted, so The value will be consistent.

しかしながら従来の空中線整合器では以下のような欠点
があった。
However, conventional antenna matching devices have the following drawbacks.

即ち、前記可変容量素子として一般的なバリコンは、第
5図に示すように2枚の向かい合った電極板の一方を固
定し、他方をシャフトにて回転し、画電極板の交差する
面積を変化することにより容量を変えるものである。従
ってバリコンの容量を所要値に設定するにはシャフトを
所要角度回転しなければならないが、その駆動方法は手
動あるいはモータを用いて機械的に行うため、容量値の
設定には数秒から多い場合は数分もの時間を要し。
That is, in a variable capacitor, which is a common variable capacitance element, as shown in FIG. 5, one of two opposing electrode plates is fixed, and the other is rotated by a shaft to change the area where the picture electrode plates intersect. The capacity can be changed by doing this. Therefore, in order to set the capacitance of the variable capacitor to the required value, the shaft must be rotated by the required angle, but since the drive method is manual or mechanical using a motor, it takes several seconds or more to set the capacitance value. It takes several minutes.

瞬時に行うことはできなかった。It couldn't be done instantly.

ところが、近年開発が進められているスペクトラム拡散
通信、特に周波数ホッピング方式あるいは最適周波数制
御等に使用する空中線整合器は、高速度で変化する周波
数に追随して高速に整合を行わなければならず、バリコ
ンを使用するのでは周波数の変[ヒに追随し得ないもの
であった。
However, antenna matching devices used in spread spectrum communications, which have been developed in recent years, especially frequency hopping methods or optimal frequency control, must perform matching at high speed by following rapidly changing frequencies. Using a variable capacitor would not be able to follow the frequency changes.

又、従来のバリコンは容量を連続的に変化するものであ
り、コンピュータ等によってディジタル信号で容量を変
化させることには適したものではなかった。
Furthermore, conventional variable capacitors change their capacitance continuously, and are not suitable for changing the capacitance using digital signals using a computer or the like.

(発明の目的) 本発明は上述したような従来の空中線整合器の欠点を除
去するためになされたものであって、高速に整合をとる
ことを可能とした空中線整合器を提供することを目的と
する。
(Object of the Invention) The present invention was made in order to eliminate the drawbacks of the conventional antenna matching device as described above, and an object of the present invention is to provide an antenna matching device that enables high-speed matching. shall be.

〈発明の概要) 上記目的を達成するため、本発明は次のように構成する
<Summary of the Invention> In order to achieve the above object, the present invention is configured as follows.

即ち、空中線整合器において、可変リアクタンス素子と
して複数のリアクタンス素子をスイッチ等を介して直列
又は並列接続し、前記スイッチのON、OFFの組み合
せを変化することによって合成リアクタンス値を変化さ
せ、もって前記整合器の特性を可変とする。
That is, in an antenna matching device, a plurality of reactance elements are connected in series or in parallel as variable reactance elements via switches, etc., and the combined reactance value is changed by changing the combination of ON and OFF of the switches. Make the characteristics of the vessel variable.

(実施例) 以下図示した実施例に基づいて本発明の詳細な説明する
(Example) The present invention will be described in detail below based on the illustrated example.

第1図は本発明の一実施例を示す空中線系統図で、自動
的に整合をとる場合の例である。
FIG. 1 is an antenna system diagram showing one embodiment of the present invention, and is an example of automatic matching.

同図において送信機TXから送出される電波は整合回路
TUNEを介して空中11ANTから送出される。又、
メモリtnemoには送信周波数等の所要周波数におけ
る整合情報を記憶しておき、該情報に基づいて制御回路
C0NTは前記整合回路TUNEを制御する。
In the figure, radio waves sent from the transmitter TX are sent from the air 11ANT via a matching circuit TUNE. or,
Matching information at a required frequency such as a transmission frequency is stored in the memory tnemo, and the control circuit C0NT controls the matching circuit TUNE based on this information.

本発明に係る空中線整合器は次のように動作する。The antenna matching device according to the present invention operates as follows.

送信を開始した、あるいは送信周波数を変化したことに
よって整合をとり直す時にメモリmemOに予め記憶し
である当該送信周波数における最適整合情報に基づいて
最適な容量値となるようリレー制御nt圧を0N−OF
FL、あるいはスイッチング素子に加える電圧を変化す
ることによりスイッチの組み合せを瞬時に切り替えて整
合をとる。
When resetting the matching due to starting transmission or changing the transmission frequency, the relay control nt pressure is set to 0N- to obtain the optimal capacitance value based on the optimal matching information for the transmission frequency stored in advance in the memory memO. OF
By changing the voltage applied to the FL or switching element, the combination of switches is instantaneously switched to achieve matching.

第2図は整合回路に使用される同調用バリコンの詳細を
示すものである。即ち、容量の異なる複数のコンデンサ
CL、C2、・・・・・目・・Cnを所要数用い、これ
らの接続をスイッチ等によって切り替えることにより、
従来のようにシャフトを回転するこ゛となく合成容量を
変化する。前記スイッチとしては簡単にはリレーを用い
ればよいが、あるいはPINダイオード等のスイッチン
グ素子を備え、各々への制御電圧を変化することにより
、又更にはスイッチングすべき素子の組み合せを変える
ことによって行う。リレー、スイッチング素子のいずれ
を用いるにしろ整合に要する時間は従来のバリコンを用
いた場合に比較して極めて短くて済む。
FIG. 2 shows details of the tuning variable capacitor used in the matching circuit. That is, by using a required number of capacitors CL, C2, .
The combined capacity changes without rotating the shaft as in the conventional case. A relay may simply be used as the switch, but alternatively, switching elements such as PIN diodes may be provided, and control voltages applied to each of them may be changed, or the combination of elements to be switched may be changed. Regardless of whether a relay or a switching element is used, the time required for matching is extremely short compared to when a conventional variable capacitor is used.

例えば真空リレー等の大電力形リレーを用いた場合は数
m秒であり、高速スイッチング素子を用いた場合はわず
か数μ秒で済む。
For example, when a high-power relay such as a vacuum relay is used, it takes several milliseconds, and when a high-speed switching element is used, it takes only several microseconds.

以上説明したように本発明に係る空中線整合器は整合を
とるのに要する時間はリレー等のスイッチを切り替える
時間のみで済むため、従来の空中線整合器に比べ極めて
高速に整合がとれ、短時間に周波数が跳躍的に変化する
周波数ホッピング方式にも使用可能である。
As explained above, the antenna matching device according to the present invention requires only the time required to switch switches such as relays to achieve matching, so matching can be achieved extremely quickly compared to conventional antenna matching devices, and in a short time. It can also be used in a frequency hopping method in which the frequency changes dramatically.

又、スイッチをON・OFFするだけであるので、デジ
タル信号を使って制御することが容易に行える。
Moreover, since it is only necessary to turn on and off a switch, control using digital signals can be easily performed.

ところで、スイッチとしてリレーを用いた場合はアイソ
レーションの取り方が問題となる。特に高周波回路にお
いてリレーの並列接続数を増やしていくと、リレ一端子
間の浮遊容量の影響でアイソレーションが落ちるため、
バリコンを並列に多数接続して容量を増やすことが難し
い、この場合は以下のように変形すればよい。
By the way, when a relay is used as a switch, how to obtain isolation becomes a problem. Especially in high frequency circuits, as the number of relays connected in parallel increases, isolation decreases due to stray capacitance between relay terminals.
If it is difficult to increase the capacity by connecting a large number of variable capacitors in parallel, the following modification can be used in this case.

第3図は変形実施例である。即ち、前記容量素子に接続
したスイッチを少なくとも1回路2接点リレーとし、該
リレーのコモン端子を容量素子に、メーク接点を信号ラ
インに接続すると共にブレーク接点を接地する。
FIG. 3 shows a modified embodiment. That is, at least one circuit of the switch connected to the capacitive element is a two-contact relay, and the common terminal of the relay is connected to the capacitive element, the make contact is connected to the signal line, and the break contact is grounded.

このように構成すればリレーがオーブンの時は接触板は
ブレーク接点に接続し、コモン端子に接続しである容量
素子が接地することになる。従って、もし高周波がメー
ク接点からブレーク接点に通過したとしても、ブレーク
接点が接地しであるため容量素子を通過して出力端に出
力することはなく、グランドに落ちる。よってアイソレ
ーションを劣化することなくリレーの並列接続数を増や
すことができ、バリコンの可変範囲、即ち整合可能な周
波数範囲を拡大することができる。
With this configuration, when the relay is in the oven, the contact plate is connected to the break contact, and the capacitive element connected to the common terminal is grounded. Therefore, even if a high frequency wave passes from the make contact to the break contact, since the break contact is grounded, it will not pass through the capacitive element and be output to the output terminal, but will fall to the ground. Therefore, the number of relays connected in parallel can be increased without deteriorating the isolation, and the variable range of the variable capacitor, that is, the frequency range that can be matched can be expanded.

前記実施例は容量を変える場合について説明したが、誘
導素子に適用することも可能である。
Although the above embodiments have been described with respect to the case where the capacitance is changed, it is also possible to apply the present invention to an inductive element.

また本発明に係るスイッチの切り替え方法及びリレー接
続方法は空中線整合器に限らずフィルタ群、あるいはそ
の他同様に多数のリアクタンス値を選択的に接続する場
合に広く応用することができる。特に大電力高周波の妨
害除去フィルタに適用すると多数のフィルタの中から所
望のものを瞬時に選択することができ、突発的な妨害波
に対応する上で効果的である。
Further, the switch switching method and relay connection method according to the present invention can be widely applied not only to antenna matching devices but also to filter groups or other similar cases where a large number of reactance values are selectively connected. In particular, when applied to a high-power, high-frequency interference removal filter, a desired filter can be instantly selected from a large number of filters, which is effective in dealing with sudden interference waves.

(発明の効果) 本発明に係る空中線整合器は以上説明したように構成し
、動作するものであるから高速に空中線系統の整合をと
る上で著しい効果があり、短時間に周波数が跳躍的に変
化する周波数ホッピング方式にも使用可能となる。また
、アイソレーションを落とさずにリレーを数多く並列接
続できるので容量の大きいバリコンが実現でき、整合可
能周波数範囲を拡大する上でも著しい効果がある。
(Effects of the Invention) Since the antenna matching device according to the present invention is configured and operates as described above, it has a remarkable effect on matching the antenna system at high speed, and the frequency jumps in a short period of time. It can also be used for changing frequency hopping methods. In addition, since many relays can be connected in parallel without compromising isolation, a variable capacitor with a large capacity can be realized, which has a significant effect in expanding the frequency range that can be matched.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は本発明に係る空中線整合器の一実施例を示すブ
ロック図、第2図は本発明に係る可変容1索子を示す回
路図、第3図は変形実施例を示す図、第4図は従来の空
中線整合器を示す回路図、第5図は従来のバリコンを示
す図である。
FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of an antenna matching device according to the present invention, FIG. 2 is a circuit diagram showing a variable capacitor 1 cable according to the present invention, FIG. 3 is a diagram showing a modified embodiment, and FIG. FIG. 4 is a circuit diagram showing a conventional antenna matching device, and FIG. 5 is a diagram showing a conventional variable capacitor.

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)無線設備の空中線系統に用いる空中線整合器にお
いて、可変リアクタンス素子として複数のリアクタンス
素子をスイッチ等を介して直列又は並列接続し、前記ス
イッチのON、OFFの組み合せを変化することによっ
て合成リアクタンス値を変化させ、もって前記整合器の
特性を可変としたことを特徴とする空中線整合器。
(1) In an antenna matching device used in the antenna system of radio equipment, a plurality of reactance elements are connected in series or in parallel via switches etc. as variable reactance elements, and the combined reactance is achieved by changing the ON/OFF combination of the switches. An antenna matching device characterized in that the characteristics of the matching device are made variable by changing the value.
(2)前記リアクタンス素子に接続したスイッチを少な
くとも1回路2接点リレーとし、該リレーのコモン端子
をリアクタンス素子に、メーク接点を信号ラインに接続
すると共にブレーク接点を接地したことを特徴とする特
許請求の範囲1項記載の空中線整合器。
(2) A patent claim characterized in that at least one circuit of the switch connected to the reactance element is a two-contact relay, the common terminal of the relay is connected to the reactance element, the make contact is connected to the signal line, and the break contact is grounded. Antenna matching device according to item 1.
(3)所要周波数において最適整合状態となるようなリ
アクタンス値を得る前記スイッチの組み合せを予め記憶
しておき、周波数を切り替えた場合に該周波数における
最適なリアクタンス値となるよう自動的に前記スイッチ
を制御したことを特徴とした特許請求の範囲1項又は2
項記載の空中線整合器。
(3) Store in advance the combination of the switches to obtain the reactance value that provides the optimum matching state at the desired frequency, and when the frequency is switched, the switches are automatically set to obtain the optimum reactance value for the frequency. Claim 1 or 2 characterized in that
Antenna matching device as described in section.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0580039U (en) * 1992-04-02 1993-10-29 山武ハネウエル株式会社 Transmitter / receiver antenna output adjustment circuit for contactless identification cards
JP2001352260A (en) * 2000-03-18 2001-12-21 Siemens Ag Radio station for transmitting signal

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