JPH08288865A - アンテナ自動整合装置 - Google Patents

アンテナ自動整合装置

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JPH08288865A
JPH08288865A JP11387395A JP11387395A JPH08288865A JP H08288865 A JPH08288865 A JP H08288865A JP 11387395 A JP11387395 A JP 11387395A JP 11387395 A JP11387395 A JP 11387395A JP H08288865 A JPH08288865 A JP H08288865A
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JP
Japan
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circuit
antenna
frequency
pll
antenna matching
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JP11387395A
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English (en)
Inventor
Yoshihisa Manzen
義久 萬膳
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NEC Corp
Original Assignee
NEC Corp
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Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【構成】 PLL発振器12は、PLL9に与えられた
周波数チャネルデータに基づいてVCO8よりその周波
数信号を送信回路7へ与える。この場合に、PLL9の
出力電圧は、ローパスフィルタ10で積分されDC電圧
として出力されるが、この出力電圧はPLL発振器12
から分岐してレベル変換器11に入力される。レベル変
換器11は、アンテナ整合回路13の周波数特性に応じ
てこの出力電圧を調整してアンテナ整合回路13のバリ
キャップダイオード14に与える。バリキャップダイオ
ード14は、与えられた電圧に応じて容量を変化させ、
送信回路7とアンテナ回路1のインピーダンス整合をと
る。 【効果】 インピーダンス整合における追従性を高める
と共に回路規模を小型化する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はアンテナ自動整合装置に
関し、特に、挟帯域アンテナを使用したPLL発振器に
よる送信回路を備えた無線機におけるアンテナ自動整合
装置に関する。
【0002】
【従来の技術】無線送信機あるいは受信機では、送信出
力あるいは受信入力を最大限に引き出すと共に、無線機
の加熱、過電圧放電を防止するために、アンテナ回路の
インピーダンスと、無線機の入出力インピーダンスの整
合を取ることが重要である。そしてこのインピーダンス
整合は、送信周波数を変える毎に調整し直す必要があ
り、従来これを補うものとして種々のアンテナ自動整合
装置が提案されている(例えば、特開平5−75481
号、特公昭64−2250号、特公平2−44412
号、特公平2−33203号等)。
【0003】従来のアンテナ自動整合装置の一例を、図
4に沿って説明する。図4においてアンテナ自動整合装
置は、送信機4に接続されたSWR(定在波比)検出回
路または位相検出回路3(以下、SWR検出回路3と称
することもある)と、アンテナ回路1とSWR検出回路
3との間に接続されたアンテナ整合回路2と、SWR検
出回路3の出力により動作するモータ制御回路5と、モ
ータ制御回路5の出力によりアンテナ整合回路2のトリ
マコンデンサを調整するモータ6とを有する。
【0004】そして、SWR検出回路3は、送信機4と
アンテナ回路1との整合状態に応じた定在波比あるいは
位相を検出し、モータ制御回路5に出力する。モータ6
はモータ制御回路5からの制御信号に基づいてアンテナ
整合回路2内のトリマコンデンサを駆動し、インピーダ
ンス整合が最良の状態となるように調整する。トリマコ
ンデンサの調整は、送信周波数を変える毎に行われ、常
時送信機4とアンテナ回路1の整合が取られる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら従来のア
ンテナ自動整合装置では、整合状態を検出するためのS
WR検出回路または位相検出回路3と、モータ制御回路
5、及びモータ6によりトリマコンデンサを駆動するメ
カニズムが非常に大掛かりになり、小型の携帯無線機な
どに採用するには、回路規模的に無理がある。
【0006】また、機械的にトリマコンデンサを調整す
るため、調整が最良状態に収束するまでの所要時間が長
くなる。このため、複数の周波数チャネルで通信を行う
無線機においては、周波数チャネルを切り替えた後、整
合の調整が最良状態に収束するまで待ってデータの送信
を行う必要があった。
【0007】本発明は、上記従来の問題点を解決すべく
なされたものであり、回路的に小規模で、かつ周波数切
り替え後のインピーダンス整合をきわめて短時間で行い
うるアンテナ自動整合装置の提供を目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項1の発明は、送信周波数又は受信周波数を複
数設定できるPLL発振器と、バリキャップダイオード
の容量に応じて送信機出力又は受信機入力とアンテナ回
路のインピーダンス整合を調整するアンテナ整合回路と
を備え、前記PLL発振器の電圧制御発振回路への出力
電圧を分岐して前記バリキャップダイオードに与える構
成としてある。
【0009】また、請求項2の発明は、送信周波数又は
受信周波数を複数設定できるPLL発振器と、バリキャ
ップダイオードの容量に応じて送信機出力又は受信機入
力とアンテナ回路のインピーダンス整合を調整するアン
テナ整合回路と、前記PLL発振器の電圧制御発振回路
への出力電圧を分岐して入力し、該出力電圧を前記アン
テナ整合回路の周波数特性に基づいて調整し前記バリキ
ャップダイオードに与えるレベル変換器とを備えた構成
としてある。この場合に、前記PLL発振器は、少なく
とも電圧制御発振回路、位相比較器、分周回路及びロー
パスフィルタを備え、該分周回路の分周比により複数の
周波数を発振してなる周波数シンセサイザーとして構成
してもよく、また、分周回路を備えないPLL発振回路
として構成しても良い。
【0010】
【作用】上記構成において、PLL発振器の位相比較器
(PC)に特定の周波数チャネルデータが与えられる
と、位相比較器は、電圧制御発振回路(VCO)の固有
の周波数(フリーランニング周波数)と、入力された周
波数の位相差に比例した誤差信号をローパスフィルタに
出力し、ローパスフィルタによって高周波成分を取り除
かれた信号をVCOの制御電圧として出力する。VCO
は、誤差信号を小さくする方向に固有周波数を変化さ
せ、入力周波数に一致させ、この周波数は送信周波数と
して送信回路に与えられる。一方、位相比較器からの制
御電圧は、分岐されレベル変換器に与えられる。レベル
変換器は、アンテナ整合回路の周波数特性に基づいて、
アンテナ整合回路内のバリキャップダイオードに与える
電圧を送信回路とアンテナ回路のインピーダンス整合が
最良となるよう調整して、バリキャップダイオードに出
力する。この場合に、レベル変換器の構成は、アンテナ
整合回路の周波数特性(及びVCOの周波数特性)によ
って、直列抵抗回路やデジタル処理回路を採用すること
ができる。アンテナ整合回路とVCO回路の周波数特性
が近似する場合には、レベル変換器を設けることなく、
直接、ローパスフィルタからの制御信号をアンテナ整合
回路のバリキャップダイオードに入力することもでき
る。
【0011】
【実施例】以下、本発明の実施例について図面を参照し
て説明する。図1は本発明の一実施例のアンテナ自動整
合装置の概略構成を示している。同図において送信回路
7は、PLL発振器12の出力信号に基づいて送信を行
う。PLL発振器12は、位相同期ループを用いて複数
の周波数信号を出力するもので、電圧制御発振回路(以
下、VCO8)、PLL9、ローパスフィルタ10を備
えて構成されている。
【0012】ここで、PLL9は、位相比較器(PC)
と分周回路で構成される周波数シンセサイザとすること
ができ、水晶発振回路から与えられる単一の発振周波数
を分周回路の分周比により種々の発振周波数として出力
することができる。また、PLL9を位相比較器のみで
構成することもでき、この場合は入力された基準周波数
にVCO8の出力信号をロックさせて出力させることが
でき、種々の周波数信号を位相比較器に入力することに
よって種々の周波数を発振し得る。PLL発振器12
は、またローパスフィルタ10とVCO8との間に増幅
器を備えて構成することができる。
【0013】アンテナ整合回路13は、アンテナ回路1
と送信回路7の間に接続され、両回路間のインピーダン
ス整合を取るものである。アンテナ整合回路13は、バ
リキャップダイオード(可変容量ダイオード)14を備
え、バリキャップダイオード14に与えられた直流電圧
の大きさに応じてその容量を変化させ、インピーダンス
整合を行う。上記アンテナ整合回路13は、一般的に、
π型かまたはT型回路が使用されるが、電圧による制御
の可能なバリキャップダイオードを使用すればどちらの
回路を選択しても良い。
【0014】レベル変換器11は、PLL発振器12の
ローパスフィルタ10から出力されるVCO8の制御電
圧を分岐して入力し、該制御電圧をアンテナ整合回路1
3の周波数特性に基づいて調整し前記バリキャップダイ
オード14に与えるものである。
【0015】次に、上記構成からなるアンテナ自動整合
装置の動作について説明する。PLL9に、ある特定の
周波数チャネルデータが入力されると、PLL9は設定
された周波数となるようにVCO8に対する制御電圧を
変化させる。このとき、PLL9から出力されるVCO
制御信号は位相のずれによるパルスであるため、ローパ
スフィルタ10を介して積分され、DC電圧としてVC
O8に接続される。一般に、このVCOの制御電圧とV
CO出力周波数は、VCOの最大周波数レンジに対して
十分に狭い周波数レンジを使用する場合、VCO制御電
圧とPLL発振周波数は比例関係にあると考えてよい。
【0016】ローパスフィルタ10より出力されたVC
O8の制御電圧は、PLL発振器が希望の周波数チャネ
ルに設定された状態では、ある一定の値をとっている。
このローパスフィルタ10の出力に対して、レベル変換
器11は、アンテナ回路1の周波数特性により、アンテ
ナ整合回路2の中のバリキャップダイオード14に加え
る電圧を、送信回路7とアンテナ回路1の整合が最良の
状態となるように調整する。
【0017】図2は、VCO8の周波数特性(同図
(A))及びアンテナ整合回路13の周波数特性(同図
(B))を示したものであり、レベル変換器11は、V
1’からV2’の変化量が、V1からV2の変化量と同
じになるように出力電圧を調整する。そのため、図3に
示すような回路でレベル変換器11を構成し、PLL発
振器12からの出力電圧をA/Dコンバータ15でデジ
タル変換し、デジタル処理回路16で必要なデジタル処
理を施し、D/Aコンバータ17で出力信号をアナログ
変換してバリキャップダイオード14に与えるようにし
ている。
【0018】図2において、V2>V2’であり、かつ
同図(B)のアンテナ整合回路13の周波数特性曲線の
傾きが、同図(A)のVCO8の周波数特性曲線の傾き
に近似している場合には、レベル変換器11として直列
抵抗を用い、VCOの制御電圧を低下させることによっ
て、調整を行うことができる。また、アンテナ整合回路
13の周波数特性曲線がVCO8の周波数特性曲線とき
わめて近似する場合には、レベル変換器11を設けるこ
となく(あるいは、レベル変換器の抵抗値を0とし
て)、直接VCO8の制御電圧をバリキャップダイオー
ド14に与えるよう構成しても良い。このように、レベ
ル変換器11の変換量の調整は、前述のようにPLL発
振器の出力周波数と制御電圧の関係がほぼ比例関係であ
るため、単調増加関数となり抵抗値による調整等の比較
的簡単な回路ですむ。
【0019】以上のような構成により、本発明によるア
ンテナ自動整合装置を備えた無線機は、複数チャネル中
の1つの周波数チャネルを選択して通信を行うときに、
送信機とアンテナ回路のマッチングは、PLL発振器が
通信しようとする周波数出力に収束した状態では、その
選択チャネル周波数でのマッチングが最良状態となって
いることになる。一般的にアンテナの小型化を実施しよ
うとするとアンテナのQが大きくなり、結果として挟帯
域でしかマッチングのとれないアンテナとなるため、本
発明による手法が有効となる。
【0020】なお、上記実施例では、送信に関するアン
テナ整合について説明したが、受信機で局部発振器とし
てPLL発振器を用いる無線機についても本発明は有効
であり、上記実施例に限定されるものではない。
【0021】
【発明の効果】以上説明したように本発明は、PLL発
振器のVCOへの電圧制御出力を分岐してレベル変換器
に入力し、このレベル変換器によって調整された出力電
圧に基づいてアンテナ自動整合回路のバリキャップダイ
オードを調整し、送受信回路とアンテナ回路との整合を
自動で行うことにより、挟帯域アンテナを使用した場合
でも、チャネル周波数の切り替えにアンテナの整合回路
が追従し良好な整合状態で通信することが可能となる。
さらに、本発明による回路によれば、同じ効果を目的と
する従来の手法に比べ非常に回路規模が小さいため、無
線機の小型化、低電力化を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のアンテナ自動整合装置の一実施例を示
すブロック図である。
【図2】VCOの周波数特性(A)及びアンテナ整合回
路の周波数特性(B)を示したグラフである。
【図3】レベル変換器の一例を示すブロック図である。
【図4】従来のアンテナ自動整合装置のブロック図であ
る。
【符号の説明】
1 アンテナ回路 2 アンテナ整合回路 3 SWR検出回路または位相検出回路 4 送信機 5 モータ制御回路 6 モータ 7 送信回路 8 VCO(電圧制御発振回路) 9 PLL 10 ローパスフィルタ 11 レベル変換器 12 PLL発振器 13 アンテナ整合回路 14 バリキャップダイオード

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 送信周波数又は受信周波数を複数設定で
    きるPLL発振器と、 バリキャップダイオードの容量に応じて送信機出力又は
    受信機入力とアンテナ回路のインピーダンス整合を調整
    するアンテナ整合回路とを備え、 前記PLL発振器の電圧制御発振回路への出力電圧を分
    岐して前記バリキャップダイオードに与えることを特徴
    とするアンテナ自動整合装置。
  2. 【請求項2】 送信周波数又は受信周波数を複数設定で
    きるPLL発振器と、 バリキャップダイオードの容量に応じて送信機出力又は
    受信機入力とアンテナ回路のインピーダンス整合を調整
    するアンテナ整合回路と、 前記PLL発振器の電圧制御発振回路への出力電圧を分
    岐して入力し、該出力電圧を前記アンテナ整合回路の周
    波数特性に基づいて調整し前記バリキャップダイオード
    に与えるレベル変換器と、 を備えたことを特徴とするアンテナ自動整合装置。
  3. 【請求項3】 前記PLL発振器は、少なくとも電圧制
    御発振回路、位相比較器、分周回路及びローパスフィル
    タを備え、該分周回路の分周比により複数の周波数を発
    振する請求項1又は2記載のアンテナ自動整合装置。
JP11387395A 1995-04-14 1995-04-14 アンテナ自動整合装置 Pending JPH08288865A (ja)

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