JPH09260989A - インピーダンス整合回路 - Google Patents

インピーダンス整合回路

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JPH09260989A
JPH09260989A JP8710996A JP8710996A JPH09260989A JP H09260989 A JPH09260989 A JP H09260989A JP 8710996 A JP8710996 A JP 8710996A JP 8710996 A JP8710996 A JP 8710996A JP H09260989 A JPH09260989 A JP H09260989A
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JP
Japan
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impedance
matching
load impedance
load
signal source
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Pending
Application number
JP8710996A
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English (en)
Inventor
Kouji Kawaguchi
恒地 川口
Takao Sato
孝雄 佐藤
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.)
Kokusai Electric Corp
Original Assignee
Kokusai Electric Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】従来のインピーダンス整合回路では、整合素子
の値と負荷インピーダンスの関係が直感的に掴み難く、
等価回路が複雑になり回路解析が困難であった問題を解
決する。 【解決手段】負荷インピーダンス2を信号源1の内部イ
ンピーダンスに等しく合わせるためのインピーダンス整
合回路において、信号源1にその信号源1の内部インピ
ーダンスr0 と負荷インピーダンス2との整合を採るた
めにその1次巻線N1 が接続される可変トランス11
と、可変トランス11の2次巻線N2 と負荷インピーダ
ンス2との間に、負荷インピーダンス2のリアクタンス
を打ち消すように直列に接続される整合素子12,1
4,15,16等とを備えたものである。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明はインピーダンス整合
回路に関し、特に分布定数回路やアンテナ等の負荷イン
ピーダンスを高周波信号源の内部インピーダンスに等し
く合わせるためのインピーダンス整合回路に関するもの
である。
【0002】
【従来の技術】図8は従来のインピーダンス整合回路の
一例を示すもので、図8(a)はL型の整合回路、図8
(b)はπ型の整合回路である。図8において1は内部
インピーダンスr0 を有する信号源、2は負荷インピー
ダンス(Z)、3,4,5は可変コンデンサ又は可変イ
ンダクタの整合素子で、信号源1の内部インピーダンス
0 と負荷インピーダンス2とは、整合素子3,4,5
を容量性、誘導性の任意の値に選ぶことにより、整合を
とり得るようにしたものである。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
インピーダンス整合回路では、整合素子3,4,5の値
と負荷インピーダンス2の関係が直感的に掴み難く、等
価回路が複雑になり回路解析が困難になるという問題が
ある。即ち、整合素子3,4,5は、負荷インピーダン
ス2に対して直列接続と並列接続の組み合わせであるた
め、例えば図9(a)の例では、Z=R+jX(直列イ
ンピーダンスとして見た場合)となり、ZIN=r0 にな
るようXp ,Xs の組合せを求めるためには、ZINを次
式で先ず求める操作が必要である。
【数1】ZIN=Xp //(R+jX+jXs )……(1) 従って、整合素子3,4のXp ,Xs を見ても、実際に
ZIN=r0 になっているか否かはその都度計算しなけれ
ば分からないのである。また、図9(b)に示すように
整合素子3の可変インダクタXp のQは、整合素子4の
可変コンデンサXs に比較し低いため、実際には可変イ
ンダクタXp のみの等価回路で表すと、並列接続の可変
インダクタXp に抵抗分r1 が生じるため、計算が複雑
となり解析が困難になる。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明は、負荷インピー
ダンスを信号源の内部インピーダンスに等しく合わせる
ためのインピーダンス整合回路において、前記信号源に
その信号源の内部インピーダンスと前記負荷インピーダ
ンスとの整合を採るためにその1次巻線が接続される可
変トランスと、該可変トランスの2次巻線と前記負荷イ
ンピーダンスとの間に、該負荷インピーダンスのリアク
タンスを打ち消すように直列に接続される整合素子とを
備えたものである。
【0005】
【発明の実施の形態】図1に本発明に係るインピーダン
ス整合回路の一実施例を示す。内部抵抗r0を有する信
号源1に可変トランス11の1次巻線N1 が接続されて
おり、その2次巻線N2 と負荷インピーダンス2との間
に、その負荷インピーダンス2と直列に整合素子12が
設けられたものである。この回路においては、先ず負荷
インピーダンス2の直列インピーダンスZをZ=R+j
Xとみなし、整合素子12を負荷インピーダンス2のリ
アクタンスjXと打ち消すーjXとなるように選定し、
負荷インピーダンス2のリアクタンスjXを消去する。
これにより図1のA地点から負荷インピーダンス2を見
たときのインピーダンスZA は、ZA =Rとなる。次
に、可変トランス11の2次巻線N2 を調整して、信号
源1の内部インピーダンスr0 と負荷側のインピーダン
スZA (=R)との整合を行う。この内部インピーダン
スr0 と負荷側のインピーダンスRとの整合条件は、可
変トランス11の1次巻線N1 と2次巻線N2 の巻線比
をN1 :N2 としたとき次式で表せられる。
【0006】
【数2】
【0007】
【実施例】図2は、負荷インピーダンス13の並列イン
ピーダンス(アドミタンス)YをY=G+jBとみな
し、整合素子14を負荷インピーダンス13のサセプタ
ンスjBと打ち消すーjBとなるように選定し、負荷イ
ンピーダンス13のサセプタンスjBを消去する。従っ
て、このとき図2のA地点から負荷インピーダンス13
を見たときのインピーダンス(アドミタンス)YA は、
YA =Gとなる。次に、可変トランス11の2次巻線N
2 を調整して、信号源1の内部インピーダンスg0 と負
荷側のインピーダンスYA (=G)との整合を行う。こ
の内部インピーダンスg0 と負荷側のインピーダンスG
との整合条件は、可変トランス11の1次巻線N1 と2
次巻線N2 の巻線比をN1 :N2 としたとき次式で表せ
られる。
【0008】
【数3】
【0009】図3は、負荷インピーダンス2が誘導性の
直列インピーダンスZL で、ZL =R+jXL として表
わされる場合と、負荷インピーダンス2が容量性の直列
インピーダンスZC で、ZC =R+jXC として表わさ
れる場合との、両者に対応することができる回路を示す
ものである。この場合の整合素子は、誘導性の直列イン
ピーダンスZL のリアクタンスjXL を打ち消す容量性
リアクタンス−jXCを有する整合素子15と、容量性
の直列インピーダンスZC のリアクタンスjXC を打ち
消す誘導性リアクタンス−jXL を有する整合素子16
とを、負荷インピーダンス2の特性に合わせて、例えば
リレー(図示せず)の接点17a,17bで切り換える
ようにしたもので、これにより整合範囲を拡大すること
ができる。
【0010】図4は、負荷インピーダンス13が誘導性
の並列インピーダンス(アドミタンス)YL で、YL =
G+jBL として表わされる場合と、負荷インピーダン
ス13が容量性の並列インピーダンス(アドミタンス)
YC で、YC =G+jBC として表わされる場合との、
両者に対応することができる回路を示すものである。こ
の場合の整合素子は、誘導性の並列インピーダンス(ア
ドミタンス)YL のサセプタンスjBL を打ち消す−j
BC を有する整合素子18と、容量性の並列インピーダ
ンス(アドミタンス)YC のサセプタンスjBC を打ち
消す−jBL を有する整合素子19とを、負荷インピー
ダンス13の特性に合わせて、例えばリレー(図示せ
ず)の接点17a,17bで切り換えるようにしたもの
で、これにより整合範囲を拡大することができる。
【0011】図5は、短波空中線整合器に応用したブロ
ック回路図で、信号源1と可変トランス11との間に検
出回路21を設け、整合状態と共にこの検出回路21か
ら見たインピーダンスの変化を検出してその情報に基づ
いて制御回路22を動作させて、図3で示した整合素子
15又は16を調整して、負荷インピーダンス2に対応
するアンテナ23のリアクタンスjXL 又はjXC を打
ち消すと共に、可変トランス11の巻線比を調整して自
動的に整合をとるようにしたものである。
【0012】なお、可変トランス11の構造は、図6及
び図7にその実施例を示してあるが、例えば図6(a)
に11aとして示すように、コア24に1次巻線N1
2次巻線N2 を巻回し、2次巻線N2 から複数のタップ
を引き出し、切換スイッチ25で自動的に切換えてイン
ピーダンス整合を採るものである。図6(b)の可変ト
ランス11bは、コア24に巻回された1次巻線N1
び2次巻線N2 の双方の巻線から複数のタップを引き出
し、両者を切換スイッチ25で切換えるようにしたもの
で、整合ステップを細かくすることができる。また、図
7(a)の可変トランス11cは、1次巻線N1 と2次
巻線N2 との巻線比が異なる複数の可変トランス11
1,112,113,,114を切換スイッチ25で切
換えるようにしたものである。図7(b)の可変トラン
ス11dは、2次巻線N2 から引き出された複数のタッ
プを、図示していないリレーの接点L1 ,L2 で切換え
るようにしたものである。
【0013】
【発明の効果】以上説明したように本発明は、負荷イン
ピーダンスを実数部と虚数部とに別けて、実数部は整合
素子を調整してリアクタンス分又はサセプタンス分を打
ち消すと共に、可変トランスの1次巻線と2次巻線の巻
線比を調整し信号源側と負荷側とのインピーダンス整合
を採るようにしたもので、整合の解析が極めて容易とな
る効果を奏するものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のインピーダンス整合回路の一実施例の
ブロック回路図である。
【図2】本発明のインピーダンス整合回路の他の実施例
のブロック回路図である。
【図3】本発明のインピーダンス整合回路のその他の実
施例のブロック回路図である。
【図4】本発明のインピーダンス整合回路のその他の実
施例のブロック回路図である。
【図5】本発明のインピーダンス整合回路をアンテナ整
合回路に応用したブロック回路図である。
【図6】本発明のインピーダンス整合回路に用いられる
可変トランスの例を示す模式図である。
【図7】本発明のインピーダンス整合回路に用いられる
可変トランスの他の例を示す模式図である。
【図8】従来例のインピーダンス整合回路の一例を示す
ブロック回路図である。
【図9】従来例のインピーダンス整合回路を説明するた
めのブロック回路図である。
【符号の説明】
1 信号源 2,13 負荷インピーダンス 3,4,5,12,14,15,16,18,19 整
合素子 11 可変トランス 17a,17b,17c リレーの接点 21 検出回路 22 制御回路 23 アンテナ 24 コア 25切換スイッチ

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 負荷インピーダンスを信号源の内部イン
    ピーダンスに等しく合わせるためのインピーダンス整合
    回路において、 前記信号源にその信号源の内部インピーダンスと前記負
    荷インピーダンスとの整合を採るためにその1次巻線が
    接続される可変トランスと、 該可変トランスの2次巻線と前記負荷インピーダンスと
    の間に、該負荷インピーダンスのリアクタンスを打ち消
    すように直列に接続される整合素子とを備えたインピー
    ダンス整合回路。
  2. 【請求項2】 負荷インピーダンスを信号源の内部イン
    ピーダンスに等しく合わせるためのインピーダンス整合
    回路において、 前記信号源にその信号源の内部インピーダンスと前記負
    荷インピーダンス(アドミタンス)との整合をとるため
    にその1次巻線が接続される可変トランスと、 該可変トランスの2次巻線と前記負荷インピーダンス
    (アドミタンス)との間に、該負荷インピーダンス(ア
    ドミタンス)のサセプタンスを打ち消すように並列に接
    続される整合素子とを備えたインピーダンス整合回路。
  3. 【請求項3】 前記整合素子が前記負荷インピーダンス
    (アドミタンス)の誘導リアクタンス(サセプタンス)
    を打ち消す整合素子と、前記負荷インピーダンス(アド
    ミタンス)の容量リアクタンス(サセプタンス)を打ち
    消す整合素子とを設け、前記負荷インピーダンスの特性
    によりいずれか一方の整合素子が切替接続されるように
    設けられた請求項1又は2記載のインピーダンス整合回
    路。
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