JPH10126113A - マイクロ波回路の自動チューニング方法 - Google Patents
マイクロ波回路の自動チューニング方法Info
- Publication number
- JPH10126113A JPH10126113A JP8279275A JP27927596A JPH10126113A JP H10126113 A JPH10126113 A JP H10126113A JP 8279275 A JP8279275 A JP 8279275A JP 27927596 A JP27927596 A JP 27927596A JP H10126113 A JPH10126113 A JP H10126113A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- stub
- plane
- phase
- reflection coefficient
- absolute value
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Landscapes
- Plasma Technology (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 マイクロ波回路のインピーダンス整合をとる
ことができるＥ面スタブおよびＨ面スタブの適正な初期
位置を迅速に得る。 【解決手段】 Ｅ面スタブおよびＨ面スタブが共に方形
導波管の内面に面一になる位置（スタブ基準位置）にあ
るときの反射係数の絶対値とその位相を計測し（Ｓ
４）、その反射係数の絶対値と位相とに基づいて、各ス
タブの適正位置を算出し（Ｓ６）、その位置へ各スタブ
を移動させる（Ｓ７）。負荷が急激に変動したときは、
変動後の反射係数の絶対値と位相を計測し、それらの値
から各スタブがスタブ基準位置にあるときの反射係数の
絶対値と位相を算出して、各スタブの適正位置を求め
る。
ことができるＥ面スタブおよびＨ面スタブの適正な初期
位置を迅速に得る。 【解決手段】 Ｅ面スタブおよびＨ面スタブが共に方形
導波管の内面に面一になる位置（スタブ基準位置）にあ
るときの反射係数の絶対値とその位相を計測し（Ｓ
４）、その反射係数の絶対値と位相とに基づいて、各ス
タブの適正位置を算出し（Ｓ６）、その位置へ各スタブ
を移動させる（Ｓ７）。負荷が急激に変動したときは、
変動後の反射係数の絶対値と位相を計測し、それらの値
から各スタブがスタブ基準位置にあるときの反射係数の
絶対値と位相を算出して、各スタブの適正位置を求め
る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、例えばプラズマ発
生装置などの負荷にマイクロ波電力を供給するマイクロ
波回路の自動チューニング方法に関する。
生装置などの負荷にマイクロ波電力を供給するマイクロ
波回路の自動チューニング方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来のこの種のマイクロ波回路の自動チ
ューニング方法として、次のようなスタブ整合器を用い
たものが知られている。このスタブ整合器は、マイクロ
波発生器と負荷とを結ぶ方形導波管の途中に配備され、
方形導波管の隣接する二面から分岐された、その導波管
と略同形同寸の断面をもつ分岐管を備えている。これら
の分岐管には短絡板がそれぞれ摺動自在に挿入されてい
る。導波管内の電界方向に直角に配備される短絡板はＥ
面スタブ、磁界方向に直角に配備される短絡板はＨ面ス
タブとも呼ばれる。二つの分岐管内のＥ面スタブおよび
Ｈ面スタブの位置をそれぞれ適宜に調整することによ
り、マイクロ波発生器と負荷とのインピーダンス整合
（以下、単に整合とも言う）をとることができる。
ューニング方法として、次のようなスタブ整合器を用い
たものが知られている。このスタブ整合器は、マイクロ
波発生器と負荷とを結ぶ方形導波管の途中に配備され、
方形導波管の隣接する二面から分岐された、その導波管
と略同形同寸の断面をもつ分岐管を備えている。これら
の分岐管には短絡板がそれぞれ摺動自在に挿入されてい
る。導波管内の電界方向に直角に配備される短絡板はＥ
面スタブ、磁界方向に直角に配備される短絡板はＨ面ス
タブとも呼ばれる。二つの分岐管内のＥ面スタブおよび
Ｈ面スタブの位置をそれぞれ適宜に調整することによ
り、マイクロ波発生器と負荷とのインピーダンス整合
（以下、単に整合とも言う）をとることができる。
【０００３】ところで、Ｅ面スタブおよびＨ面スタブの
各位置の組み合わせにより、マイクロ波発生器から負荷
側を見たインピーダンスが複雑に変化することが知られ
ている。その様子を図１７に模式的に示す。図１７にお
いて、横軸はＥ面スタブおよびＨ面スタブの位置を、縦
軸は反射係数を示している。なお、Ｅ面スタブおよびＨ
面スタブの各位置はそれぞれ独立して変化するので、反
射係数の変化は３次元的であるが、ここでは簡単のため
に２次元的に示してある。
各位置の組み合わせにより、マイクロ波発生器から負荷
側を見たインピーダンスが複雑に変化することが知られ
ている。その様子を図１７に模式的に示す。図１７にお
いて、横軸はＥ面スタブおよびＨ面スタブの位置を、縦
軸は反射係数を示している。なお、Ｅ面スタブおよびＨ
面スタブの各位置はそれぞれ独立して変化するので、反
射係数の変化は３次元的であるが、ここでは簡単のため
に２次元的に示してある。
【０００４】図１７から分かるように、一般に反射係数
の極小値はＥ面，Ｈ面の各スタブの位置の組み合わせに
応じて複数個存在する。言うまでもなく、反射係数が最
小となる位置ＰA が、マイクロ波発生器と負荷との整合
がとれた点である。つまり、Ｅ面スタブおよびＨ面スタ
ブをこの位置ＰA に自動的に設定することが自動チュー
ニングの目標である。仮に、Ｅ面，Ｈ面の各スタブが位
置ＰA を挟む領域Ａの範囲内にあれば、周知のフィード
バック制御などを使って、各スタブを位置ＰAに近づけ
てゆくことは容易である。しかし、各スタブが位置ＰA
を含まない例えば領域Ｂの範囲内にあると、通常の制御
では、各スタブはその領域Ｂ内で極小値をとる位置ＰB
に設定されてしまい、インピーダンスの整合がとれなく
なる。
の極小値はＥ面，Ｈ面の各スタブの位置の組み合わせに
応じて複数個存在する。言うまでもなく、反射係数が最
小となる位置ＰA が、マイクロ波発生器と負荷との整合
がとれた点である。つまり、Ｅ面スタブおよびＨ面スタ
ブをこの位置ＰA に自動的に設定することが自動チュー
ニングの目標である。仮に、Ｅ面，Ｈ面の各スタブが位
置ＰA を挟む領域Ａの範囲内にあれば、周知のフィード
バック制御などを使って、各スタブを位置ＰAに近づけ
てゆくことは容易である。しかし、各スタブが位置ＰA
を含まない例えば領域Ｂの範囲内にあると、通常の制御
では、各スタブはその領域Ｂ内で極小値をとる位置ＰB
に設定されてしまい、インピーダンスの整合がとれなく
なる。
【０００５】このような理由により、マイクロ波回路の
自動チューニングにおいて、反射係数が最小値をとるＥ
面，Ｈ面の各スタブのおおよその初期位置を予め知るこ
とは重要である。そこで、本出願人は、先に特開平７−
１５３５９９号公報において、各スタブの適正な初期位
置を知るための手法を提案している。以下のこの手法に
ついて簡単に説明する。
自動チューニングにおいて、反射係数が最小値をとるＥ
面，Ｈ面の各スタブのおおよその初期位置を予め知るこ
とは重要である。そこで、本出願人は、先に特開平７−
１５３５９９号公報において、各スタブの適正な初期位
置を知るための手法を提案している。以下のこの手法に
ついて簡単に説明する。
【０００６】まず、任意に決めた導波管長さ、入射電
力、負荷などに応じて、Ｅ面，Ｈ面の各スタブの位置と
反射電力との関係を測定し、その測定結果から反射係数
を算出して、各スタブの位置と反射係数の関係を示すテ
ーブルマップを予め作成しておく。そして、負荷に電力
を供給するときに、前記テーブルマップを参照して、所
望の反射係数を与える各スタブの初期位置を求め、その
位置に各スタブを移動させる。
力、負荷などに応じて、Ｅ面，Ｈ面の各スタブの位置と
反射電力との関係を測定し、その測定結果から反射係数
を算出して、各スタブの位置と反射係数の関係を示すテ
ーブルマップを予め作成しておく。そして、負荷に電力
を供給するときに、前記テーブルマップを参照して、所
望の反射係数を与える各スタブの初期位置を求め、その
位置に各スタブを移動させる。
【０００７】この手法によれば、テーブルマップを参照
することにより、各スタブの最適な初期位置を試行錯誤
を繰り返すことなく速やかに得ることができるという利
点がある。
することにより、各スタブの最適な初期位置を試行錯誤
を繰り返すことなく速やかに得ることができるという利
点がある。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】上記のように特開平７
−１５３５９９号公報に開示された手法は有用なもので
あるが、次のような問題点が明らかになった。すなわ
ち、上記のテーブルマップは、導波管の長さ、入射電
力、負荷などに応じて作成する必要があるので、テーブ
ルマップの作成に相当の時間を要する。
−１５３５９９号公報に開示された手法は有用なもので
あるが、次のような問題点が明らかになった。すなわ
ち、上記のテーブルマップは、導波管の長さ、入射電
力、負荷などに応じて作成する必要があるので、テーブ
ルマップの作成に相当の時間を要する。
【０００９】また、負荷のインピーダンスが外的要因に
より急激に変化すると、これに伴って図１７に示した反
射係数の分布にも急激な変化が現れる。つまり、最小の
反射係数を与えるＥ面，Ｈ面の各スタブの位置が急激に
変化する。その結果、現在設定されているＥ面，Ｈ面の
各スタブの位置が、最小の反射係数を与える適正な位置
から大きくずれてしまい、通常の制御では追随すること
ができなくなる。
より急激に変化すると、これに伴って図１７に示した反
射係数の分布にも急激な変化が現れる。つまり、最小の
反射係数を与えるＥ面，Ｈ面の各スタブの位置が急激に
変化する。その結果、現在設定されているＥ面，Ｈ面の
各スタブの位置が、最小の反射係数を与える適正な位置
から大きくずれてしまい、通常の制御では追随すること
ができなくなる。
【００１０】本発明は、このような事情に鑑みてなされ
たものであって、Ｅ面スタブおよびＨ面スタブの適正な
初期位置を容易かつ迅速に得ることができるマイクロ波
回路の自動チューニング方法を提供することを目的とす
る。また、本発明の他の目的は、マイクロ波電力の供給
中に負荷のインピーダンスが急激に変化しても、それに
追随して各スタブを適正な位置に動かすことができるマ
イクロ波回路の自動チューニング方法を提供することに
ある。
たものであって、Ｅ面スタブおよびＨ面スタブの適正な
初期位置を容易かつ迅速に得ることができるマイクロ波
回路の自動チューニング方法を提供することを目的とす
る。また、本発明の他の目的は、マイクロ波電力の供給
中に負荷のインピーダンスが急激に変化しても、それに
追随して各スタブを適正な位置に動かすことができるマ
イクロ波回路の自動チューニング方法を提供することに
ある。
【００１１】
〔本発明に至る経過〕本発明の理解のために、まず本発
明に至った経過を説明する。本発明者らは、マイクロ波
発生器と負荷とを結ぶ方形導波管の途中に配備されたス
タブ整合器のＥ面スタブおよびＨ面スタブをそれぞれ変
位させた場合に、スタブ整合器を含む負荷側のインピー
ダンスがスミスチャート上でどのように変化するかを調
べた。以下、図を参照して説明する。
明に至った経過を説明する。本発明者らは、マイクロ波
発生器と負荷とを結ぶ方形導波管の途中に配備されたス
タブ整合器のＥ面スタブおよびＨ面スタブをそれぞれ変
位させた場合に、スタブ整合器を含む負荷側のインピー
ダンスがスミスチャート上でどのように変化するかを調
べた。以下、図を参照して説明する。
【００１２】図２は方形導波管に配備されたスタブ整合
器の外観斜視図、図３はその横断面図である。方形導波
管１の直交する二壁面にスタブ整合器２E ，２H がそれ
ぞれ配備されている。各スタブ整合器２E ，２H は、方
形導波管１と同形・同寸の断面形状をもつ分岐管３E ，
３H 内に、短絡板としてのスタブ４E ，４H がそれぞれ
摺動自在に挿入されている。特に、電界方向と直交する
面をもつスタブ４E をＥ面スタブと、磁界と平行な面を
もつスタブ４H をＨ面スタブと呼ぶ。図示していない
が、各スタブ４E ，４H は、ステッピングモータで駆動
されるネジ送り機構によって、分岐管３E ，３H 内の任
意の位置に移動設定できるようになっている。この例で
は、各スタブ４E ，４H は、方形導波管１の内面と面一
になる位置から、各分岐管３E ，３H の奥側に向かって
最大で３９ｍｍ移動することができる。なお、本明細書
では、スタブ４E ，４H が方形導波管１の内面と面一に
なる位置をスタブ基準位置と呼ぶ。
器の外観斜視図、図３はその横断面図である。方形導波
管１の直交する二壁面にスタブ整合器２E ，２H がそれ
ぞれ配備されている。各スタブ整合器２E ，２H は、方
形導波管１と同形・同寸の断面形状をもつ分岐管３E ，
３H 内に、短絡板としてのスタブ４E ，４H がそれぞれ
摺動自在に挿入されている。特に、電界方向と直交する
面をもつスタブ４E をＥ面スタブと、磁界と平行な面を
もつスタブ４H をＨ面スタブと呼ぶ。図示していない
が、各スタブ４E ，４H は、ステッピングモータで駆動
されるネジ送り機構によって、分岐管３E ，３H 内の任
意の位置に移動設定できるようになっている。この例で
は、各スタブ４E ，４H は、方形導波管１の内面と面一
になる位置から、各分岐管３E ，３H の奥側に向かって
最大で３９ｍｍ移動することができる。なお、本明細書
では、スタブ４E ，４H が方形導波管１の内面と面一に
なる位置をスタブ基準位置と呼ぶ。
【００１３】インピーダンスの測定は、スタブ整合器２
E ，２H の設置位置よりも少しマイクロ波発生器よりの
位置に、少なくとも３本の探針（アンテナ）を設置して
電圧定在波を検出することにより、反射係数の絶対値と
その位相を計測し、それらの値からスミスチャート上の
インピーダンスを得ている。このようにして得られたイ
ンピーダンスの測定結果を図６ないし図１０に示す。
E ，２H の設置位置よりも少しマイクロ波発生器よりの
位置に、少なくとも３本の探針（アンテナ）を設置して
電圧定在波を検出することにより、反射係数の絶対値と
その位相を計測し、それらの値からスミスチャート上の
インピーダンスを得ている。このようにして得られたイ
ンピーダンスの測定結果を図６ないし図１０に示す。
【００１４】図６は、Ｅ面スタブ４E およびＨ面スタブ
４H が共にスタブ基準位置にあるときに、インピーダン
スが整合するような負荷を接続した場合のインピーダン
スの軌跡である。図６では、Ｅ面スタブ４E をスタブ基
準位置（Ｅ＝０）から上限位置（Ｅ＝３９ｍｍ）までの
間で、５ｍｍ間隔で各位置を固定し、固定したＥ面スタ
ブ４E の各位置ごとに、Ｈ面スタブ４H をスタブ基準位
置（Ｈ＝０）から上限位置（Ｈ＝３９ｍｍ）まで移動さ
せたときのインピーダンスをスミスチャート上にプロッ
トしている。例えば、図６でＥ＝０と示した軌跡は、Ｅ
面スタブ４E をスタブ基準位置に固定して、Ｈ面スタブ
４H を移動させたときのインピーダンスの軌跡であり、
軌跡に沿って示した数字はＨ面スタブ４H の位置を示
す。当然ながら、Ｅ面スタブ４E およびＨ面スタブ４H
が共にスタブ基準位置にあるときは整合がとれているの
で、Ｅ＝０の軌跡の始点はスミスチャート上の原点（整
合点）にある。Ｈ面スタブ４H がスタブ基準位置から遠
ざかるに従って、インピーダンス点はスミスチャートの
原点から外れてゆく。このＥ＝０の軌跡は、スミスチャ
ート上で直径が１／２で、反射係数Γの絶対値（｜Γ
｜）が１の円（図６中に｜Γ｜＝１で示す円）に接する
円で近似することができる。
４H が共にスタブ基準位置にあるときに、インピーダン
スが整合するような負荷を接続した場合のインピーダン
スの軌跡である。図６では、Ｅ面スタブ４E をスタブ基
準位置（Ｅ＝０）から上限位置（Ｅ＝３９ｍｍ）までの
間で、５ｍｍ間隔で各位置を固定し、固定したＥ面スタ
ブ４E の各位置ごとに、Ｈ面スタブ４H をスタブ基準位
置（Ｈ＝０）から上限位置（Ｈ＝３９ｍｍ）まで移動さ
せたときのインピーダンスをスミスチャート上にプロッ
トしている。例えば、図６でＥ＝０と示した軌跡は、Ｅ
面スタブ４E をスタブ基準位置に固定して、Ｈ面スタブ
４H を移動させたときのインピーダンスの軌跡であり、
軌跡に沿って示した数字はＨ面スタブ４H の位置を示
す。当然ながら、Ｅ面スタブ４E およびＨ面スタブ４H
が共にスタブ基準位置にあるときは整合がとれているの
で、Ｅ＝０の軌跡の始点はスミスチャート上の原点（整
合点）にある。Ｈ面スタブ４H がスタブ基準位置から遠
ざかるに従って、インピーダンス点はスミスチャートの
原点から外れてゆく。このＥ＝０の軌跡は、スミスチャ
ート上で直径が１／２で、反射係数Γの絶対値（｜Γ
｜）が１の円（図６中に｜Γ｜＝１で示す円）に接する
円で近似することができる。
【００１５】同じく図６において、Ｅ面スタブ４E をＥ
＝１０の位置に固定してＨ面スタブ４H を動かしたとき
の軌跡を見ると、Ｅ＝０の軌跡と比べて軌跡全体の位置
は変化しているが、Ｅ＝０の場合と同様に、スミスチャ
ート上で直径が１／２で、反射係数Γの絶対値（｜Γ
｜）が『１』の円に接する円で近似することができる。
同様に、Ｅ面スタブ４E の固定位置を変えた場合、各固
定位置に対応する軌跡は、その位置は変化するが、同様
の円で近似することができる。
＝１０の位置に固定してＨ面スタブ４H を動かしたとき
の軌跡を見ると、Ｅ＝０の軌跡と比べて軌跡全体の位置
は変化しているが、Ｅ＝０の場合と同様に、スミスチャ
ート上で直径が１／２で、反射係数Γの絶対値（｜Γ
｜）が『１』の円に接する円で近似することができる。
同様に、Ｅ面スタブ４E の固定位置を変えた場合、各固
定位置に対応する軌跡は、その位置は変化するが、同様
の円で近似することができる。
【００１６】ここで、図６に示したＥ面スタブ４E の各
固定位置に対応したインピーダンスの円状軌跡（以下、
円軌跡という）の中心とスミスチャートの原点（｜Γ｜
＝１の円の中心）を結ぶ線分が、スミスチャートでリア
クタンスが『０』（ｘ＝０）のラインに対してとる角度
（以下、円中心角度という）を測定してみると、図１１
のようになる。図１１の縦軸はＥ面スタブ４E の固定位
置を、横軸はＥ面スタブ４E の各固定位置に対応した円
中心角度を、それぞれ示している。なお、円中心角度は
スミスチャート上で反時計回りを正に、時計回りを負に
設定してある。このＥ面スタブ４E の位置と円中心角度
との関係は、三角関数の正接（tan ）曲線で近似するこ
とができる。
固定位置に対応したインピーダンスの円状軌跡（以下、
円軌跡という）の中心とスミスチャートの原点（｜Γ｜
＝１の円の中心）を結ぶ線分が、スミスチャートでリア
クタンスが『０』（ｘ＝０）のラインに対してとる角度
（以下、円中心角度という）を測定してみると、図１１
のようになる。図１１の縦軸はＥ面スタブ４E の固定位
置を、横軸はＥ面スタブ４E の各固定位置に対応した円
中心角度を、それぞれ示している。なお、円中心角度は
スミスチャート上で反時計回りを正に、時計回りを負に
設定してある。このＥ面スタブ４E の位置と円中心角度
との関係は、三角関数の正接（tan ）曲線で近似するこ
とができる。
【００１７】この近似関数は次式（1)で表すことができ
る。 Ｅ（θ1 ）＝Ａ1 ＋Ｂ1 tan ｛Ｃ1 （θ1 −Ｄ1 ）×３６０／２π｝ …（1) （1)式の左辺Ｅ（θ1 ）はＥ面スタブ４E の位置、θ1
は円軌跡の円中心角度である。また、Ａ1 ，Ｂ1 ，
Ｃ1 ，Ｄ1 は、マイクロ波回路の特性で決まる定数であ
る。
る。 Ｅ（θ1 ）＝Ａ1 ＋Ｂ1 tan ｛Ｃ1 （θ1 −Ｄ1 ）×３６０／２π｝ …（1) （1)式の左辺Ｅ（θ1 ）はＥ面スタブ４E の位置、θ1
は円軌跡の円中心角度である。また、Ａ1 ，Ｂ1 ，
Ｃ1 ，Ｄ1 は、マイクロ波回路の特性で決まる定数であ
る。
【００１８】図６では、Ｅ面スタブ４E およびＨ面スタ
ブ４H が共にスタブ基準位置にあるときにインピーダン
ス整合がとれている場合を示した。さらに、本発明者ら
は、、各スタブ４E ，４H がスタブ基準位置にあるとき
にインピーダンス整合がとれていない一般的な場合につ
いても、同様にインピーダンスの軌跡を測定した。その
結果を図７ないし図９に示す。図６では、各スタブ
４E ，４H が基準位置にあるときのインピーダンスのス
ミスチャート上の点（以下、初期インピーダンス点とい
う）はスミスチャート上の原点にあった。しかし、図７
ないし図９では、各図に初期インピーダンス点Ｓはスミ
スチャート上の原点から外れた位置にある。また、Ｅ面
スタブ４E の各位置に対応したインピーダンスの円軌跡
は、反射係数の絶対値が『１』の円に略接してはいる
が、直径は１／２よりも大きくなっている。
ブ４H が共にスタブ基準位置にあるときにインピーダン
ス整合がとれている場合を示した。さらに、本発明者ら
は、、各スタブ４E ，４H がスタブ基準位置にあるとき
にインピーダンス整合がとれていない一般的な場合につ
いても、同様にインピーダンスの軌跡を測定した。その
結果を図７ないし図９に示す。図６では、各スタブ
４E ，４H が基準位置にあるときのインピーダンスのス
ミスチャート上の点（以下、初期インピーダンス点とい
う）はスミスチャート上の原点にあった。しかし、図７
ないし図９では、各図に初期インピーダンス点Ｓはスミ
スチャート上の原点から外れた位置にある。また、Ｅ面
スタブ４E の各位置に対応したインピーダンスの円軌跡
は、反射係数の絶対値が『１』の円に略接してはいる
が、直径は１／２よりも大きくなっている。
【００１９】上記の測定結果を検討した結果、本発明者
らは注目すべき事実を見出した。第１に、各スタブ
４E ，４H がスタブ基準位置にあるときにインピーダン
ス整合がとれていない図７ないし図９の場合について、
Ｅ面スタブ４E の各位置と、それぞれに対応したインピ
ーダンスの円軌跡の円中心角度との関係を調べてみる
と、その関係は、各スタブ４E ，４H がスタブ基準位置
にあるときにインピーダンス整合がとれている図１１の
関係と略同じ結果になるといういう事実である。
らは注目すべき事実を見出した。第１に、各スタブ
４E ，４H がスタブ基準位置にあるときにインピーダン
ス整合がとれていない図７ないし図９の場合について、
Ｅ面スタブ４E の各位置と、それぞれに対応したインピ
ーダンスの円軌跡の円中心角度との関係を調べてみる
と、その関係は、各スタブ４E ，４H がスタブ基準位置
にあるときにインピーダンス整合がとれている図１１の
関係と略同じ結果になるといういう事実である。
【００２０】第２に、図７ないし図９に示したインピー
ダンスの円軌跡群をみると、図７に示した円軌跡群は図
７中に○印で囲んで領域で交差する、近似的に共通の交
点Ｇをもつ。同様に図８，図９に示した円軌跡群は、各
図中に○印で囲んだ領域で交際する、近似的に共通の交
点Ｇをもつ。さらに、注目すべきは、これらの交点Ｇ
は、スミスチャート上の原点を通る直線（図７ないし図
９の例ではリアクタンスが『０』（ｘ＝０）のライン）
を挟んで、線対称な位置にあるという事実である。この
対称軸は、必ずしもスミスチャート上でリアクタンスが
『０』のラインに一致するものでなくアンテナを導波管
のどの位置につけるかによって角度が変化するが、アン
テナの位置が同じであれば、インピーダンスの整合，不
整合にかかわらず、スミスチャート上の同じ位置に現れ
る。因みに、整合がとれた図６の場合は、初期インピー
ダンス点Ｓと円軌跡群の共通の交点Ｇは、共にスミスチ
ャートの原点上にある。
ダンスの円軌跡群をみると、図７に示した円軌跡群は図
７中に○印で囲んで領域で交差する、近似的に共通の交
点Ｇをもつ。同様に図８，図９に示した円軌跡群は、各
図中に○印で囲んだ領域で交際する、近似的に共通の交
点Ｇをもつ。さらに、注目すべきは、これらの交点Ｇ
は、スミスチャート上の原点を通る直線（図７ないし図
９の例ではリアクタンスが『０』（ｘ＝０）のライン）
を挟んで、線対称な位置にあるという事実である。この
対称軸は、必ずしもスミスチャート上でリアクタンスが
『０』のラインに一致するものでなくアンテナを導波管
のどの位置につけるかによって角度が変化するが、アン
テナの位置が同じであれば、インピーダンスの整合，不
整合にかかわらず、スミスチャート上の同じ位置に現れ
る。因みに、整合がとれた図６の場合は、初期インピー
ダンス点Ｓと円軌跡群の共通の交点Ｇは、共にスミスチ
ャートの原点上にある。
【００２１】本発明者らは、上記第１および第２の事実
がＨ面スタブ４H の位置を固定してＥ面スタブ４E を動
かしたときのインピーダンスの軌跡についても同様に成
立することを確認した。図１０に、Ｅ面スタブ４E とＨ
面スタブ４H とが共にスタブ基準位置にあるときに整合
がとれていない状態から、Ｈ面スタブ４H を各位置に固
定し、それぞれの固定位置でＥ面スタブ４E を動かして
得られたインピーダンスの軌跡を示す。また、図１２
に、Ｈ面スタブ４H の位置と、その位置に対応したイン
ピーダンスの円軌跡の円中心角度との関係を示す。図１
２の関係も正接曲線で近似することができる。
がＨ面スタブ４H の位置を固定してＥ面スタブ４E を動
かしたときのインピーダンスの軌跡についても同様に成
立することを確認した。図１０に、Ｅ面スタブ４E とＨ
面スタブ４H とが共にスタブ基準位置にあるときに整合
がとれていない状態から、Ｈ面スタブ４H を各位置に固
定し、それぞれの固定位置でＥ面スタブ４E を動かして
得られたインピーダンスの軌跡を示す。また、図１２
に、Ｈ面スタブ４H の位置と、その位置に対応したイン
ピーダンスの円軌跡の円中心角度との関係を示す。図１
２の関係も正接曲線で近似することができる。
【００２２】この近似関数は次式（2)で表すことができ
る。 Ｈ（θ2 ）＝Ａ2 ＋Ｂ2 tan ｛Ｃ2 （θ2 −Ｄ2 ）×３６０／２π｝ …（2) （2)式の左辺Ｈ（θ2 ）はＨ面スタブ４H の位置、θ2
は円軌跡の円中心角度である。また、Ａ2 ，Ｂ2 ，
Ｃ2 ，Ｄ2 は、マイクロ波回路の特性で決まる定数であ
る。
る。 Ｈ（θ2 ）＝Ａ2 ＋Ｂ2 tan ｛Ｃ2 （θ2 −Ｄ2 ）×３６０／２π｝ …（2) （2)式の左辺Ｈ（θ2 ）はＨ面スタブ４H の位置、θ2
は円軌跡の円中心角度である。また、Ａ2 ，Ｂ2 ，
Ｃ2 ，Ｄ2 は、マイクロ波回路の特性で決まる定数であ
る。
【００２３】図１１，図１２に示した各スタブ４E ，４
H の位置と、インピーダンスの円軌跡群の円中心角度と
の関係は、各スタブ４E ，４H がスタブ基準位置にある
ときに整合がとれていなくても、つまり任意の負荷につ
いて、成立することは上述したとおりである。さらに、
本発明者らは、アンテナの取り付け位置が変わった場
合、図１１，図１２の正接曲線で近似できる特性曲線
は、横軸方向にシフトするが、特性曲線の形はそのまま
維持されることも確認した。
H の位置と、インピーダンスの円軌跡群の円中心角度と
の関係は、各スタブ４E ，４H がスタブ基準位置にある
ときに整合がとれていなくても、つまり任意の負荷につ
いて、成立することは上述したとおりである。さらに、
本発明者らは、アンテナの取り付け位置が変わった場
合、図１１，図１２の正接曲線で近似できる特性曲線
は、横軸方向にシフトするが、特性曲線の形はそのまま
維持されることも確認した。
【００２４】以上の知見に基づき、本発明者らは、任意
の負荷が接続されたマイクロ波回路をチューニングする
にあたり、Ｅ面スタブ４E とＨ面スタブ４H が共にスタ
ブ基準位置にあるときのインピーダンスさえ分かれば、
各スタブ４E ，４H の各位置のインピーダンスを測定し
なくても、インピーダンスが整合する各スタブ４E ，４
H の適正位置を導出することができることに想到した。
の負荷が接続されたマイクロ波回路をチューニングする
にあたり、Ｅ面スタブ４E とＨ面スタブ４H が共にスタ
ブ基準位置にあるときのインピーダンスさえ分かれば、
各スタブ４E ，４H の各位置のインピーダンスを測定し
なくても、インピーダンスが整合する各スタブ４E ，４
H の適正位置を導出することができることに想到した。
【００２５】なお、周知のように、マイクロ波回路の導
波管の任意の位置で反射係数の絶対値とその位相を測定
すれば、その点のインピーダンスが決定する。つまり、
ある位置の反射係数の絶対値とその位相は、その位置の
インピーダンスと等価である。従って、本発明におい
て、例えばスタブ４E ，４H がスタブ基準位置にあると
きのスミスチャートの初期インピーダンス点を知るとい
うことは、その位置での反射係数の絶対値とその位相を
知ることと同義であることに留意されたい。
波管の任意の位置で反射係数の絶対値とその位相を測定
すれば、その点のインピーダンスが決定する。つまり、
ある位置の反射係数の絶対値とその位相は、その位置の
インピーダンスと等価である。従って、本発明におい
て、例えばスタブ４E ，４H がスタブ基準位置にあると
きのスミスチャートの初期インピーダンス点を知るとい
うことは、その位置での反射係数の絶対値とその位相を
知ることと同義であることに留意されたい。
【００２６】〔請求項１の発明の原理〕以下、各スタブ
４E ，４H がスタブ基準位置にあるときのインピーダン
スを用いて、インピーダンスが整合する各スタブ４E ，
４H の適正位置を導出する手法の原理を説明する。
４E ，４H がスタブ基準位置にあるときのインピーダン
スを用いて、インピーダンスが整合する各スタブ４E ，
４H の適正位置を導出する手法の原理を説明する。
【００２７】チューニングしようするマイクロ波回路に
ついて、Ｅ面スタブ４E とＨ面スタブ４H が共にスタブ
基準位置にあるときのインピーダンス（したがって、反
射係数の絶対値とその位相）が既知であるとする。その
初期インピーダンス点Ｓをスミスチャート上にプロット
した様子を図１３に示す。また、そのマイクロ波回路
が、ある負荷状態にある場合において、上述したスミス
チャート上の対称軸Ｘを予め求めておく。負荷側のイン
ピーダンスが変化しても、対称軸Ｘの位置は変化しない
ことは上述したとおりである。そうすると、この対称軸
Ｘを挟んで前記初期インピーダンス点Ｓと線対称な位置
に、上述したインピーダンスの円軌跡群の共通の交点Ｇ
が得られる（図１３参照）。
ついて、Ｅ面スタブ４E とＨ面スタブ４H が共にスタブ
基準位置にあるときのインピーダンス（したがって、反
射係数の絶対値とその位相）が既知であるとする。その
初期インピーダンス点Ｓをスミスチャート上にプロット
した様子を図１３に示す。また、そのマイクロ波回路
が、ある負荷状態にある場合において、上述したスミス
チャート上の対称軸Ｘを予め求めておく。負荷側のイン
ピーダンスが変化しても、対称軸Ｘの位置は変化しない
ことは上述したとおりである。そうすると、この対称軸
Ｘを挟んで前記初期インピーダンス点Ｓと線対称な位置
に、上述したインピーダンスの円軌跡群の共通の交点Ｇ
が得られる（図１３参照）。
【００２８】上述の知見より、インピーダンスが整合す
る各スタブ４E ，４H の適正位置に対応するスミスチャ
ート上のインピーダンス点（つまり、整合点）が存在す
るインピーダンスの円軌跡は、当然ながら前記整合点
（スミスチャートの原点）Ｏを通り、かつ、前記共通の
交点Ｇを通り、スミスチャート上の反射係数の絶対値｜
Γ｜が『１』の円に接する円である。このような円軌跡
は図１３中に符号Ｃ１，Ｃ２で示すように二つ存在す
る。二つの円軌跡Ｃ１，Ｃ２のいずれか一方の円軌跡
を、Ｅ面スタブ４E を固定してＨ面スタブ４H を動かし
たときの円軌跡であるとすれば、他方の円軌跡は、Ｈ面
スタブ４H を固定してＥ面スタブ４E を動かしたときの
円軌跡に相当する。つまり、インピーダンスが整合する
各スタブ４E ，４H の適正位置は２組存在する。一方が
円軌跡Ｃ１から得られる各スタブ４E ，４H の位置（Ｅ
1 ，Ｈ1 ）であり、他方が円軌跡Ｃ２から得られる各ス
タブ４E，４H の位置（Ｅ2 ，Ｈ2 ）である。各スタブ
４E ，４H を（Ｅ1 ，Ｈ1 ）または（Ｅ2 ，Ｈ2 ）のど
ちらの位置に設定しても、インピーダンスの整合を取る
ことができる。
る各スタブ４E ，４H の適正位置に対応するスミスチャ
ート上のインピーダンス点（つまり、整合点）が存在す
るインピーダンスの円軌跡は、当然ながら前記整合点
（スミスチャートの原点）Ｏを通り、かつ、前記共通の
交点Ｇを通り、スミスチャート上の反射係数の絶対値｜
Γ｜が『１』の円に接する円である。このような円軌跡
は図１３中に符号Ｃ１，Ｃ２で示すように二つ存在す
る。二つの円軌跡Ｃ１，Ｃ２のいずれか一方の円軌跡
を、Ｅ面スタブ４E を固定してＨ面スタブ４H を動かし
たときの円軌跡であるとすれば、他方の円軌跡は、Ｈ面
スタブ４H を固定してＥ面スタブ４E を動かしたときの
円軌跡に相当する。つまり、インピーダンスが整合する
各スタブ４E ，４H の適正位置は２組存在する。一方が
円軌跡Ｃ１から得られる各スタブ４E ，４H の位置（Ｅ
1 ，Ｈ1 ）であり、他方が円軌跡Ｃ２から得られる各ス
タブ４E，４H の位置（Ｅ2 ，Ｈ2 ）である。各スタブ
４E ，４H を（Ｅ1 ，Ｈ1 ）または（Ｅ2 ，Ｈ2 ）のど
ちらの位置に設定しても、インピーダンスの整合を取る
ことができる。
【００２９】具体的には、以下のようにして各スタブ４
E ，４H の適正位置（Ｅ1 ，Ｈ1 ），（Ｅ2 ，Ｈ2 ）を
求めることができる。図１４を参照する。いま、Ｅ面ス
タブ４E とＨ面スタブ４H とが共にスタブ基準位置にあ
るときに計測された反射係数の絶対値が｜ΓS ｜、その
位相がθS であったとする。このときの初期インピーダ
ンス点Ｓは、スミスチャート上で極座標（｜ΓS ｜，θ
S）で表される。簡単のために、上述した対称軸Ｘが、
スミスチャート上のリアクタンスが『０』（ｘ＝０）の
ラインに一致するように、マイクロ波回路の導波管の長
さを設定しておく。そうすると、交点Ｇの極座標は（｜
ΓS ｜，−θS ）で与えられる。
E ，４H の適正位置（Ｅ1 ，Ｈ1 ），（Ｅ2 ，Ｈ2 ）を
求めることができる。図１４を参照する。いま、Ｅ面ス
タブ４E とＨ面スタブ４H とが共にスタブ基準位置にあ
るときに計測された反射係数の絶対値が｜ΓS ｜、その
位相がθS であったとする。このときの初期インピーダ
ンス点Ｓは、スミスチャート上で極座標（｜ΓS ｜，θ
S）で表される。簡単のために、上述した対称軸Ｘが、
スミスチャート上のリアクタンスが『０』（ｘ＝０）の
ラインに一致するように、マイクロ波回路の導波管の長
さを設定しておく。そうすると、交点Ｇの極座標は（｜
ΓS ｜，−θS ）で与えられる。
【００３０】図１３において説明した円軌跡Ｃ１，Ｃ２
は、｜Γ｜＝１の円に接し、スミスチャートの原点Ｏを
通るのであるから、これらの円軌跡Ｃ１，Ｃ２は半径１
／２の円であり、これらの円の中心点はスミスチャート
の原点を中心とした半径１／２の円（図１４に一点鎖線
で示す）上に存在する。幾何学の定理から、二つの円の
交点を結ぶ線分（図１４の線分ＯＧ）は、二つの円の中
心を結んだ線分（図１４の線分Ｏ1 Ｏ2 ）と直交し、こ
の線分によって２等分される。線分ＯＧの中点をＮとす
ると以下の関係が成立する。 ∠Ｏ1 ＯＮ＝∠Ｏ2 ＯＮ＝ψ cos ψ＝（｜ΓS ｜／２）／（１／２）＝｜ΓS ｜ ψ＝cos -1｜ΓS ｜
は、｜Γ｜＝１の円に接し、スミスチャートの原点Ｏを
通るのであるから、これらの円軌跡Ｃ１，Ｃ２は半径１
／２の円であり、これらの円の中心点はスミスチャート
の原点を中心とした半径１／２の円（図１４に一点鎖線
で示す）上に存在する。幾何学の定理から、二つの円の
交点を結ぶ線分（図１４の線分ＯＧ）は、二つの円の中
心を結んだ線分（図１４の線分Ｏ1 Ｏ2 ）と直交し、こ
の線分によって２等分される。線分ＯＧの中点をＮとす
ると以下の関係が成立する。 ∠Ｏ1 ＯＮ＝∠Ｏ2 ＯＮ＝ψ cos ψ＝（｜ΓS ｜／２）／（１／２）＝｜ΓS ｜ ψ＝cos -1｜ΓS ｜
【００３１】したがって、円軌跡Ｃ１の中心Ｏ1 が対称
軸Ｘとなす角度をθ1 、円軌跡Ｃ２の中心Ｏ2 が対称軸
Ｘとなす角度をθ2 とすると、これらの角度θ1 ，θ2
は以下の式（3)，（4)によって得ることができる。 θ1 ＝−θS ＋ψ＝−θS ＋cos -1｜ΓS ｜ ……（3) θ2 ＝−θS −ψ＝−θS −cos -1｜ΓS ｜ ……（4)
軸Ｘとなす角度をθ1 、円軌跡Ｃ２の中心Ｏ2 が対称軸
Ｘとなす角度をθ2 とすると、これらの角度θ1 ，θ2
は以下の式（3)，（4)によって得ることができる。 θ1 ＝−θS ＋ψ＝−θS ＋cos -1｜ΓS ｜ ……（3) θ2 ＝−θS −ψ＝−θS −cos -1｜ΓS ｜ ……（4)
【００３２】円軌跡Ｃ１，Ｃ２の円中心角度θ1 ，θ2
が分かると、図１１，図１２に示した各スタブ４E ，４
H の位置と円中心角度との関係を参照することにより、
角度θ１，θ2 に対応するスタブ４E ，４H の位置を知
ることができる。例えば、円中心角度θ1 を図１１に示
した関係に当てはめると、Ｅ面スタブ４E の適正位置Ｅ
1 が求められ、円中心角度θ2 を図１２に示した関係に
当てはめると、Ｈ面スタブ４H の適正位置Ｈ1 が求めら
れる。逆に、角度θ2 を図１１の関係に、角度θ1 を図
１２の関係に当てはめてもよく、その場合は別の適正位
置（Ｅ2 ，Ｈ2）が得られることは上述したとおりであ
る。
が分かると、図１１，図１２に示した各スタブ４E ，４
H の位置と円中心角度との関係を参照することにより、
角度θ１，θ2 に対応するスタブ４E ，４H の位置を知
ることができる。例えば、円中心角度θ1 を図１１に示
した関係に当てはめると、Ｅ面スタブ４E の適正位置Ｅ
1 が求められ、円中心角度θ2 を図１２に示した関係に
当てはめると、Ｈ面スタブ４H の適正位置Ｈ1 が求めら
れる。逆に、角度θ2 を図１１の関係に、角度θ1 を図
１２の関係に当てはめてもよく、その場合は別の適正位
置（Ｅ2 ，Ｈ2）が得られることは上述したとおりであ
る。
【００３３】〔請求項１の発明の構成および作用〕請求
項１に記載の発明は、上述した原理に基づくものであっ
て、その構成は以下のとおりである。すなわち、請求項
１に記載の発明は、マイクロ波発生器と負荷とを結ぶ方
形導波管の途中に、その導波管の直交する二壁面から分
岐させた分岐管を設け、一方の分岐管内にＥ面スタブ
を、他方の分岐管にＨ面スタブを、それぞれ摺動自在に
挿入し、各スタブの位置を調整することによりインピー
ダンス整合をとるようにしたマイクロ波回路の自動チュ
ーニング方法において、（１）Ｅ面スタブおよびＨ面ス
タブが共に前記方形導波管の内面と面一になる位置（以
下、スタブ基準位置という）にあるときの反射係数の絶
対値とその位相を計測する過程と、（２）前記過程
（１）で計測した反射係数の絶対値とその位相に基づい
て、インピーダンスが整合するＥ面スタブおよびＨ面ス
タブの各位置を求める過程と、（３）前記過程（２）で
求められた各位置にＥ面スタブおよびＨ面スタブを移動
させて、マイクロ波発生器と負荷とのインピーダンス整
合をとる過程と、を含み、前記過程（２）は実質的に以
下の（ａ）ないし（ｇ）の過程、すなわち（ａ）Ｅ面ス
タブを種々の位置に固定し、前記固定したＥ面スタブの
各位置ごとに、Ｈ面スタブを可動範囲全域に動かすこと
により得られる、前記Ｅ面スタブの各位置ごとのスミス
チャート上のインピーダンスの円状軌跡（以下、円軌跡
という）において、Ｅ面スタブの各位置と、前記各円軌
跡の中心とスミスチャート上の原点とを結ぶ線分の角度
（以下、円中心角度という）との対応関係を予め求めて
おき、同様にＨ面スタブを種々の位置に固定し、前記固
定したＨ面スタブの各位置ごとに、Ｅ面スタブを可動範
囲全域に動かすことによって、Ｈ面スタブの各位置とそ
のときの円中心角度との対応関係を予め求めておく過程
と、（ｂ）前記過程（ａ）で求めたＥ面スタブまたはＨ
面スタブの少なくとも一方の円軌跡群について、前記Ｅ
面スタブとＨ面スタブが共にスタブ基準位置にあるとき
のインピーダンスに対応するスミスチャート上の点と、
前記円軌跡群の共通する交点とが線対称になるスミスチ
ャート上の対称軸を予め求めておく過程と、（ｃ）前記
過程（１）で計測した反射係数の絶対値とその位相で決
まるスミスチャート上の点（以下、初期インピーダンス
点という）と、前記過程（ｂ）で求めた対称軸とを使っ
て、前記対称軸を挟んで前記初期インピーダンス点と線
対称になるスミスチャート上の点（以下、線対称点とい
う）を求める過程と、（ｄ）前記線対称点と、スミスチ
ャート上の原点である整合点とを通り、かつ、スミスチ
ャート上で反射係数の絶対値が『１』である円と接す
る、二つの円を求める過程と、（ｅ）前記二つの円の中
心と、スミスチャート上の原点を結ぶ線分の角度をそれ
ぞれ求める過程と、（ｆ）前記過程（ａ）で求めたＥ面
スタブの位置と円中心角度との関係を参照し、前記過程
（ｅ）で求めた一方の線分の角度に対応するＥ面スタブ
の位置を求める過程と、（ｇ）前記過程（ａ）で求めた
Ｈ面スタブの位置と円中心角度との関係を参照し、前記
過程（ｅ）で求めた他方の線分の角度に対応するＨ面ス
タブの位置を求める過程と、を含む処理であることを特
徴とする。
項１に記載の発明は、上述した原理に基づくものであっ
て、その構成は以下のとおりである。すなわち、請求項
１に記載の発明は、マイクロ波発生器と負荷とを結ぶ方
形導波管の途中に、その導波管の直交する二壁面から分
岐させた分岐管を設け、一方の分岐管内にＥ面スタブ
を、他方の分岐管にＨ面スタブを、それぞれ摺動自在に
挿入し、各スタブの位置を調整することによりインピー
ダンス整合をとるようにしたマイクロ波回路の自動チュ
ーニング方法において、（１）Ｅ面スタブおよびＨ面ス
タブが共に前記方形導波管の内面と面一になる位置（以
下、スタブ基準位置という）にあるときの反射係数の絶
対値とその位相を計測する過程と、（２）前記過程
（１）で計測した反射係数の絶対値とその位相に基づい
て、インピーダンスが整合するＥ面スタブおよびＨ面ス
タブの各位置を求める過程と、（３）前記過程（２）で
求められた各位置にＥ面スタブおよびＨ面スタブを移動
させて、マイクロ波発生器と負荷とのインピーダンス整
合をとる過程と、を含み、前記過程（２）は実質的に以
下の（ａ）ないし（ｇ）の過程、すなわち（ａ）Ｅ面ス
タブを種々の位置に固定し、前記固定したＥ面スタブの
各位置ごとに、Ｈ面スタブを可動範囲全域に動かすこと
により得られる、前記Ｅ面スタブの各位置ごとのスミス
チャート上のインピーダンスの円状軌跡（以下、円軌跡
という）において、Ｅ面スタブの各位置と、前記各円軌
跡の中心とスミスチャート上の原点とを結ぶ線分の角度
（以下、円中心角度という）との対応関係を予め求めて
おき、同様にＨ面スタブを種々の位置に固定し、前記固
定したＨ面スタブの各位置ごとに、Ｅ面スタブを可動範
囲全域に動かすことによって、Ｈ面スタブの各位置とそ
のときの円中心角度との対応関係を予め求めておく過程
と、（ｂ）前記過程（ａ）で求めたＥ面スタブまたはＨ
面スタブの少なくとも一方の円軌跡群について、前記Ｅ
面スタブとＨ面スタブが共にスタブ基準位置にあるとき
のインピーダンスに対応するスミスチャート上の点と、
前記円軌跡群の共通する交点とが線対称になるスミスチ
ャート上の対称軸を予め求めておく過程と、（ｃ）前記
過程（１）で計測した反射係数の絶対値とその位相で決
まるスミスチャート上の点（以下、初期インピーダンス
点という）と、前記過程（ｂ）で求めた対称軸とを使っ
て、前記対称軸を挟んで前記初期インピーダンス点と線
対称になるスミスチャート上の点（以下、線対称点とい
う）を求める過程と、（ｄ）前記線対称点と、スミスチ
ャート上の原点である整合点とを通り、かつ、スミスチ
ャート上で反射係数の絶対値が『１』である円と接す
る、二つの円を求める過程と、（ｅ）前記二つの円の中
心と、スミスチャート上の原点を結ぶ線分の角度をそれ
ぞれ求める過程と、（ｆ）前記過程（ａ）で求めたＥ面
スタブの位置と円中心角度との関係を参照し、前記過程
（ｅ）で求めた一方の線分の角度に対応するＥ面スタブ
の位置を求める過程と、（ｇ）前記過程（ａ）で求めた
Ｈ面スタブの位置と円中心角度との関係を参照し、前記
過程（ｅ）で求めた他方の線分の角度に対応するＨ面ス
タブの位置を求める過程と、を含む処理であることを特
徴とする。
【００３４】請求項１に記載の発明によれば、過程
（１）において、自動チューニングしようとするマイク
ロ波回路について、Ｅ面スタブおよびＨ面スタブを共に
スタブ基準位置に設定し、そのときの反射係数の絶対値
とその位相を計測する。そして、次の過程（２）では、
過程（１）で計測された反射係数の絶対値とその位相に
基づいて、インピーダンスが整合するＥ面スタブおよび
Ｈ面スタブの適正位置を求める。過程（２）で実行され
る処理のアルゴリズは、過程（ａ）ないし（ｇ）で表さ
れる。過程（２）の処理は、過程（ａ）ないし（ｇ）が
実質的に実行されたものであればよい。過程（ｂ）で示
した対称軸が予め分かっていれば、過程（ｃ）ないし
（ｅ）で求められる、二つの円の中心と、スミスチャー
ト上の原点を結ぶ線分の角度（円中心角度）は幾何学的
に一義的に決まるので、これらの円中心角度を演算処理
によって直接的に求めることができるからである。求め
られた二つの円中心角度の一方を、過程（ａ）で求めた
Ｅ面スタブの位置と円中心角度との関係に当てはめれ
ば、Ｅ面スタブの適正位置が求められる。また、他方の
円中心角度を、Ｈ面スタブと円中心角度との関係に当て
はめれば、Ｈ面スタブの適正位置が求められる。各スタ
ブの適正位置が求められると、過程（３）において、そ
れぞれ求められた各位置にＥ面スタブおよびＨ面スタブ
４を移動させてインピーダンス整合をとる。
（１）において、自動チューニングしようとするマイク
ロ波回路について、Ｅ面スタブおよびＨ面スタブを共に
スタブ基準位置に設定し、そのときの反射係数の絶対値
とその位相を計測する。そして、次の過程（２）では、
過程（１）で計測された反射係数の絶対値とその位相に
基づいて、インピーダンスが整合するＥ面スタブおよび
Ｈ面スタブの適正位置を求める。過程（２）で実行され
る処理のアルゴリズは、過程（ａ）ないし（ｇ）で表さ
れる。過程（２）の処理は、過程（ａ）ないし（ｇ）が
実質的に実行されたものであればよい。過程（ｂ）で示
した対称軸が予め分かっていれば、過程（ｃ）ないし
（ｅ）で求められる、二つの円の中心と、スミスチャー
ト上の原点を結ぶ線分の角度（円中心角度）は幾何学的
に一義的に決まるので、これらの円中心角度を演算処理
によって直接的に求めることができるからである。求め
られた二つの円中心角度の一方を、過程（ａ）で求めた
Ｅ面スタブの位置と円中心角度との関係に当てはめれ
ば、Ｅ面スタブの適正位置が求められる。また、他方の
円中心角度を、Ｈ面スタブと円中心角度との関係に当て
はめれば、Ｈ面スタブの適正位置が求められる。各スタ
ブの適正位置が求められると、過程（３）において、そ
れぞれ求められた各位置にＥ面スタブおよびＨ面スタブ
４を移動させてインピーダンス整合をとる。
【００３５】請求項１に記載の発明は、任意の負荷が接
続されたマイクロ波回路を自動チューニングするにあた
り、Ｅ面スタブおよびＨ面スタブを、インピーダンス整
合をとることができる適正位置に初期的に設定する手法
であることに留意されたい。本発明方法を用いて各スタ
ブを適正位置に初期設定した後は、従来から知られてい
るフィードバック制御などを使って、反射係数の絶対値
が最小となるように各スタブの位置を微調整すればよ
い。
続されたマイクロ波回路を自動チューニングするにあた
り、Ｅ面スタブおよびＨ面スタブを、インピーダンス整
合をとることができる適正位置に初期的に設定する手法
であることに留意されたい。本発明方法を用いて各スタ
ブを適正位置に初期設定した後は、従来から知られてい
るフィードバック制御などを使って、反射係数の絶対値
が最小となるように各スタブの位置を微調整すればよ
い。
【００３６】〔請求項２の発明の原理〕図１１に示した
Ｅ面スタブと円中心角度との関係、および図１２に示し
たＨ面スタブと円中心角度との関係は、上記（1)，（2)
式に示した正接関数で近似できることは先に説明した。
また、過程（ｃ）ないし（ｅ）で求められる二つの円の
円中心角度は、Ｅ面スタブとＨ面スタブがスタブ基準位
置にあるときの反射係数の絶対値とその位相が計測され
ると上記（３），（4)式により一義的に決まり、これら
の円中心角度を図１１，図１２の関係に当てはめれば各
スタブの適正位置が求められることも上述したとおりで
ある。したがって、（3)，（4)式で求められる各円中心
角度θ1 ，θ2 の値を、（1)，（2)で表された正接関数
に代入した関数を予め設定しておけば、その関数にＥ面
スタブとＨ面スタブがスタブ基準位置にあるときの反射
係数の絶対値とその位相を与えるだけで、各スタブの適
正位置を求めることができる。
Ｅ面スタブと円中心角度との関係、および図１２に示し
たＨ面スタブと円中心角度との関係は、上記（1)，（2)
式に示した正接関数で近似できることは先に説明した。
また、過程（ｃ）ないし（ｅ）で求められる二つの円の
円中心角度は、Ｅ面スタブとＨ面スタブがスタブ基準位
置にあるときの反射係数の絶対値とその位相が計測され
ると上記（３），（4)式により一義的に決まり、これら
の円中心角度を図１１，図１２の関係に当てはめれば各
スタブの適正位置が求められることも上述したとおりで
ある。したがって、（3)，（4)式で求められる各円中心
角度θ1 ，θ2 の値を、（1)，（2)で表された正接関数
に代入した関数を予め設定しておけば、その関数にＥ面
スタブとＨ面スタブがスタブ基準位置にあるときの反射
係数の絶対値とその位相を与えるだけで、各スタブの適
正位置を求めることができる。
【００３７】すなわち、各スタブの一方の適正位置（Ｅ
1 ，Ｈ1 ）は、次式（5)，（6)で表される関数で求める
ことができる。 Ｅ1 ＝Ａ1 ＋Ｂ1 tan ｛Ｃ1 （−θS −３６０° ＋cos -1｜ΓS ｜＋Ｄ1 ）×３６０／２π｝ ……（5) Ｈ1 ＝Ａ2 ＋Ｂ2 tan ｛Ｃ2 （−θS −３６０° −cos -1｜ΓS ｜＋Ｄ2 ）×３６０／２π｝ ……（6)
1 ，Ｈ1 ）は、次式（5)，（6)で表される関数で求める
ことができる。 Ｅ1 ＝Ａ1 ＋Ｂ1 tan ｛Ｃ1 （−θS −３６０° ＋cos -1｜ΓS ｜＋Ｄ1 ）×３６０／２π｝ ……（5) Ｈ1 ＝Ａ2 ＋Ｂ2 tan ｛Ｃ2 （−θS −３６０° −cos -1｜ΓS ｜＋Ｄ2 ）×３６０／２π｝ ……（6)
【００３８】また、各スタブのもう一つの適正位置（Ｅ
2 ，Ｈ2 ）は、次式（7)，（8)で表される関数で求める
ことができる。 Ｅ2 ＝Ａ1 ＋Ｂ1 tan ｛Ｃ1 （−θS −３６０° −cos -1｜ΓS ｜＋Ｄ1 ）×３６０／２π｝ ……（7) Ｈ2 ＝Ａ2 ＋Ｂ2 tan ｛（Ｃ2 （−θS −３６０° ＋cos -1｜ΓS ｜＋Ｄ2 ）×３６０／２π｝ ……（8)
2 ，Ｈ2 ）は、次式（7)，（8)で表される関数で求める
ことができる。 Ｅ2 ＝Ａ1 ＋Ｂ1 tan ｛Ｃ1 （−θS −３６０° −cos -1｜ΓS ｜＋Ｄ1 ）×３６０／２π｝ ……（7) Ｈ2 ＝Ａ2 ＋Ｂ2 tan ｛（Ｃ2 （−θS −３６０° ＋cos -1｜ΓS ｜＋Ｄ2 ）×３６０／２π｝ ……（8)
【００３９】上記式（5)，（6)で得られた適正位置（Ｅ
1 ，Ｈ1 ）、あるいは式（7)，（8)で得られた適正位置
（Ｅ2 ，Ｈ2 ）のどちらの位置に各スタブを設定して
も、インピーダンス整合をとることができる。なお、上
記（5)ないし（8)では、θ1 ，θ2 とθS の角度の方向
を揃えるために、式（3)，（4)中の『−θS 』を『−θ
S −３６０°』に置き換えてある。
1 ，Ｈ1 ）、あるいは式（7)，（8)で得られた適正位置
（Ｅ2 ，Ｈ2 ）のどちらの位置に各スタブを設定して
も、インピーダンス整合をとることができる。なお、上
記（5)ないし（8)では、θ1 ，θ2 とθS の角度の方向
を揃えるために、式（3)，（4)中の『−θS 』を『−θ
S −３６０°』に置き換えてある。
【００４０】〔請求項２の発明の構成および作用〕請求
項２に記載の発明は、上述した原理に基づくものであっ
て、その構成は以下のとおりである。すなわち、請求項
２に記載の発明は、請求項１に記載の方法において、前
記過程（２）における処理は、前記過程（ａ）で求めた
Ｅ面スタブの位置と円中心角度との関係、およびＨ面ス
タブの位置と円中心角度との関係を、それぞれ近似する
ことに基づいて得られた二つの関数、すなわち、両スタ
ブが共にスタブ基準値にあるときの反射係数の絶対値お
よびその位相と、インピーダンスが整合するＥ面スタブ
の位置とを関係付けた第１の関数と、前記反射係数の絶
対値およびその位相と、インピーダンスが整合するＨ面
スタブの位置とを関係付けた第２の関数とに、前記過程
（１）で計測した反射係数の絶対値とその位相をそれぞ
れ与えることによって、実質的に前記過程（ａ）ないし
（ｇ）を実行して、インピーダンスが整合するＥ面スタ
ブおよびＨ面スタブの各位置を求めるものであることを
特徴とする。
項２に記載の発明は、上述した原理に基づくものであっ
て、その構成は以下のとおりである。すなわち、請求項
２に記載の発明は、請求項１に記載の方法において、前
記過程（２）における処理は、前記過程（ａ）で求めた
Ｅ面スタブの位置と円中心角度との関係、およびＨ面ス
タブの位置と円中心角度との関係を、それぞれ近似する
ことに基づいて得られた二つの関数、すなわち、両スタ
ブが共にスタブ基準値にあるときの反射係数の絶対値お
よびその位相と、インピーダンスが整合するＥ面スタブ
の位置とを関係付けた第１の関数と、前記反射係数の絶
対値およびその位相と、インピーダンスが整合するＨ面
スタブの位置とを関係付けた第２の関数とに、前記過程
（１）で計測した反射係数の絶対値とその位相をそれぞ
れ与えることによって、実質的に前記過程（ａ）ないし
（ｇ）を実行して、インピーダンスが整合するＥ面スタ
ブおよびＨ面スタブの各位置を求めるものであることを
特徴とする。
【００４１】請求項２に記載の発明によれば、上記の第
１の関数と第２の関数とを予め決定しておけば、これら
の関数にＥ面スタブとＨ面スタブとが共にスタブ基準位
置にあるときの反射係数の絶対値およびその位相を与え
るだけで、インピーダンスが整合するＥ面スタブおよび
Ｈ面スタブの各位置を求めることができる。
１の関数と第２の関数とを予め決定しておけば、これら
の関数にＥ面スタブとＨ面スタブとが共にスタブ基準位
置にあるときの反射係数の絶対値およびその位相を与え
るだけで、インピーダンスが整合するＥ面スタブおよび
Ｈ面スタブの各位置を求めることができる。
【００４２】〔請求項３の発明の原理〕導波管の長さが
変わると、インピーダンスの円軌跡群の位相が変位し、
結果として、図１１および図１２に示した各スタブと円
中心角度の関係がシフト（位相が変位）したり、スミス
チャート上の初期インピーダンス点と円軌跡群の共通の
交点との対称軸が変化することは先に説明した。導波管
の長さが異なるマイクロ波回路ごとに、前記過程（ａ）
および過程（ｂ）を実行して対称軸を求めてもよいが、
特に過程（ａ）で各スタブの位置と円中心角度との関係
を導波管の長さが変わるごとに測定するのは煩わしい。
そこで、本発明者らは、基準となる長さの導波管（以
下、基準導波管という）を用いたマイクロ波回路につい
て求めた各スタブと円中心角度の関係や、その対称軸に
基づき、前記基準導波管と異なる任意の長さの導波管を
備えたマイクロ波回路に関する、各スタブと円中心角度
との関係や、その対称軸を簡便に求める手法を考えた。
以下、図１５を参照してその原理を説明する。
変わると、インピーダンスの円軌跡群の位相が変位し、
結果として、図１１および図１２に示した各スタブと円
中心角度の関係がシフト（位相が変位）したり、スミス
チャート上の初期インピーダンス点と円軌跡群の共通の
交点との対称軸が変化することは先に説明した。導波管
の長さが異なるマイクロ波回路ごとに、前記過程（ａ）
および過程（ｂ）を実行して対称軸を求めてもよいが、
特に過程（ａ）で各スタブの位置と円中心角度との関係
を導波管の長さが変わるごとに測定するのは煩わしい。
そこで、本発明者らは、基準となる長さの導波管（以
下、基準導波管という）を用いたマイクロ波回路につい
て求めた各スタブと円中心角度の関係や、その対称軸に
基づき、前記基準導波管と異なる任意の長さの導波管を
備えたマイクロ波回路に関する、各スタブと円中心角度
との関係や、その対称軸を簡便に求める手法を考えた。
以下、図１５を参照してその原理を説明する。
【００４３】まず、基準導波管を備えたマイクロ波回路
について、Ｅ面スタブを各位置に固定してＨ面スタブを
動かしたときのインピーダンスの円軌跡群のうちから、
基準となる円軌跡Ｃ0 を適当に定め、その円中心角度θ
E0を計測しておく。この円中心角度θE0は、Ｅ面スタブ
を所定位置に固定し、Ｈ面スタブを動かしたときに、反
射係数の絶対値が略『１』になるときの位相と等しくな
るので、この位相（以下、Ｅ基準位相という）θE0を計
測することにより得られる。同様に、Ｈ面スタブを所定
位置に固定し、Ｅ面スタブを動かしたときに、反射係数
の絶対値が略『１』になるときの位相（以下、Ｈ基準位
相という）θH0を計測しておく。そして、任意長さの導
波管を備えたマイクロ波回路をチューニングにする際に
は、前記Ｅ基準位相θE0を計測したときと同じ位置に、
そのマイクロ波回路のＥ面スタブを固定し、Ｈ面スタブ
を動かしたときに、反射係数の絶対値が略『１』になる
ときの位相（以下、Ｅ実位相という）θE0’を計測する
（このときの円軌跡を図１５中に符号Ｃ0 ’で示す）。
同様にＨ基準位相を計測したときと同じ位置に、そのマ
イクロ波回路のＨ面スタブを固定し、Ｅ面スタブを動か
したときに、反射係数の絶対値が略『１』になるときの
位相（以下、Ｈ実位相という）θH0’を求める。このＨ
実位相θH0’は必ずしも計測して求める必要はない。Ｈ
基準位相に対するＨ実位相のズレ（変位量）は、Ｅ基準
位相に対するＥ実位相のズレと略同じになるので、Ｅ実
位相を計測することにより、Ｅ基準位相に対するＥ実位
相のズレが分かれば、Ｈ基準位相からＨ実位相を知るこ
とができるからである。逆に、Ｈ実位相を計測すれば、
Ｅ実位相を計測しなくても、Ｅ実位相の値を知ることが
できる。
について、Ｅ面スタブを各位置に固定してＨ面スタブを
動かしたときのインピーダンスの円軌跡群のうちから、
基準となる円軌跡Ｃ0 を適当に定め、その円中心角度θ
E0を計測しておく。この円中心角度θE0は、Ｅ面スタブ
を所定位置に固定し、Ｈ面スタブを動かしたときに、反
射係数の絶対値が略『１』になるときの位相と等しくな
るので、この位相（以下、Ｅ基準位相という）θE0を計
測することにより得られる。同様に、Ｈ面スタブを所定
位置に固定し、Ｅ面スタブを動かしたときに、反射係数
の絶対値が略『１』になるときの位相（以下、Ｈ基準位
相という）θH0を計測しておく。そして、任意長さの導
波管を備えたマイクロ波回路をチューニングにする際に
は、前記Ｅ基準位相θE0を計測したときと同じ位置に、
そのマイクロ波回路のＥ面スタブを固定し、Ｈ面スタブ
を動かしたときに、反射係数の絶対値が略『１』になる
ときの位相（以下、Ｅ実位相という）θE0’を計測する
（このときの円軌跡を図１５中に符号Ｃ0 ’で示す）。
同様にＨ基準位相を計測したときと同じ位置に、そのマ
イクロ波回路のＨ面スタブを固定し、Ｅ面スタブを動か
したときに、反射係数の絶対値が略『１』になるときの
位相（以下、Ｈ実位相という）θH0’を求める。このＨ
実位相θH0’は必ずしも計測して求める必要はない。Ｈ
基準位相に対するＨ実位相のズレ（変位量）は、Ｅ基準
位相に対するＥ実位相のズレと略同じになるので、Ｅ実
位相を計測することにより、Ｅ基準位相に対するＥ実位
相のズレが分かれば、Ｈ基準位相からＨ実位相を知るこ
とができるからである。逆に、Ｈ実位相を計測すれば、
Ｅ実位相を計測しなくても、Ｅ実位相の値を知ることが
できる。
【００４４】上記のようにして計測されたＥ実位相とＥ
基準位相の差分（θE0’−θE0）は、導波管の長さが変
わることによって生じたＥ面スタブの位置と円中心角度
との関係のシフト量に等しい。したがって、基準導波管
を備えたマイクロ波回路について求めたＥ面スタブの位
置と円中心角度との関係を、前記差分（θE0’−θE0）
によって補正すれば、任意長さの導波管を備えたマイク
ロ波回路について、Ｅ面スタブの位置と円中心角度との
関係を得ることができる。同様に、基準導波管を備えた
マイクロ波回路について求めたＨ面スタブの位置と円中
心角度との関係を、Ｈ実位相とＨ基準位相の差分
（θH0’−θH0）によって補正すれば、任意長さの導波
管を備えたマイクロ波回路について、Ｈ面スタブの位置
と円中心角度との関係を得ることができる。
基準位相の差分（θE0’−θE0）は、導波管の長さが変
わることによって生じたＥ面スタブの位置と円中心角度
との関係のシフト量に等しい。したがって、基準導波管
を備えたマイクロ波回路について求めたＥ面スタブの位
置と円中心角度との関係を、前記差分（θE0’−θE0）
によって補正すれば、任意長さの導波管を備えたマイク
ロ波回路について、Ｅ面スタブの位置と円中心角度との
関係を得ることができる。同様に、基準導波管を備えた
マイクロ波回路について求めたＨ面スタブの位置と円中
心角度との関係を、Ｈ実位相とＨ基準位相の差分
（θH0’−θH0）によって補正すれば、任意長さの導波
管を備えたマイクロ波回路について、Ｈ面スタブの位置
と円中心角度との関係を得ることができる。
【００４５】任意長さの導波管を備えたマイクロ波回路
について、スミスチャート上の対称軸（以下、実対称軸
という）を求める場合も同様である。まず、基準導波管
を用いたマイクロ波回路について、Ｅ面スタブまたはＨ
面スタブのいずれか一方のスタブを固定し、他方のスタ
ブを動かして得られた、スミスチャート上のインピーダ
ンスの円軌跡群から、スミスチャート上の対称軸（以
下、基準対称軸という）を求める。この基準対称軸を図
１５中に符号Ｘで示す。その基準対称軸Ｘが前記Ｅ基準
位相またはＨ基準位相に対してどれだけ変位している
か、その変位角度Δθを求めておく。図１５の例では、
簡単のために、対称軸Ｘがスミスチャート上でリアクタ
ンスが『０』（ｘ＝０）のラインと一致するような長さ
をもった導波管を基準導波管としているので、前記変位
角度ΔθはＥ基準位相（−θE0）に一致している。この
変位角度Δθは導波管の長さが変わっても維持される。
したがって、任意長さの導波管を備えたマイクロ波回路
についてＥ実位相θ0 ’（またはＨ実位相）を計測すれ
ば、その位相θ0 ’から前記変位位相Δθだけ角度をず
らすことにより、そのマイクロ波回路の実対称軸Ｘ’を
得ることができる。
について、スミスチャート上の対称軸（以下、実対称軸
という）を求める場合も同様である。まず、基準導波管
を用いたマイクロ波回路について、Ｅ面スタブまたはＨ
面スタブのいずれか一方のスタブを固定し、他方のスタ
ブを動かして得られた、スミスチャート上のインピーダ
ンスの円軌跡群から、スミスチャート上の対称軸（以
下、基準対称軸という）を求める。この基準対称軸を図
１５中に符号Ｘで示す。その基準対称軸Ｘが前記Ｅ基準
位相またはＨ基準位相に対してどれだけ変位している
か、その変位角度Δθを求めておく。図１５の例では、
簡単のために、対称軸Ｘがスミスチャート上でリアクタ
ンスが『０』（ｘ＝０）のラインと一致するような長さ
をもった導波管を基準導波管としているので、前記変位
角度ΔθはＥ基準位相（−θE0）に一致している。この
変位角度Δθは導波管の長さが変わっても維持される。
したがって、任意長さの導波管を備えたマイクロ波回路
についてＥ実位相θ0 ’（またはＨ実位相）を計測すれ
ば、その位相θ0 ’から前記変位位相Δθだけ角度をず
らすことにより、そのマイクロ波回路の実対称軸Ｘ’を
得ることができる。
【００４６】〔請求項３の発明の構成および作用〕請求
項３に記載の発明は、上述した原理に基づくものであっ
て、その構成は以下のとおりである。すなわち、請求項
３に記載の発明は、請求項１または２に記載の方法にお
いて、前記過程（ａ）は以下の（ａ１）ないし（ａ３）
の過程、すなわち、（ａ１）基準となる長さをもった方
形導波管（以下、基準導波管という）を備えたマイクロ
波回路について、Ｅ面スタブの位置と円中心角度との関
係、およびＨ面スタブの位置と円中心角度との関係を予
め計測しておくとともに、Ｅ面スタブを所定位置に固定
してＨ面スタブを動かしたときの円軌跡の円中心角度
（以下、Ｅ基準位相という）と、Ｈ面スタブを所定位置
に固定してＥ面スタブを動かしたときの円軌跡の円中心
角度（以下、Ｈ基準位相という）とを予め求めておく過
程と、（ａ２）前記基準導波管とは長さの異なる任意長
さの方形導波管を備えたマイクロ波回路の自動チューニ
ングを行なうにあたり、そのマイクロ波回路のＥ面スタ
ブを、前記Ｅ基準位相を求めたときのＥ面スタブと同じ
位置に固定してＨ面スタブを動かしたときに、反射係数
の絶対値が略『１』になる点の位相（以下、Ｅ実位相と
いう）と、そのマイクロ波回路のＨ面スタブを、前記Ｈ
基準位相を求めたときのＨ面スタブと同じ位置に固定し
てＥ面スタブを動かしたときに、反射係数の絶対値が略
『１』になる点の位相（以下、Ｈ実位相という）とを、
少なくともいずれか一方の実位相を計測することによっ
て求める過程と、（ａ３）基準導波管を備えたマイクロ
波回路について求めたＥ面スタブと円中心角度との関係
を、前記Ｅ実位相と前記Ｅ基準位相との差分に相当する
角度分だけ補正することにより、前記任意長さの方形導
波管を備えたマイクロ波回路のＥ面スタブと円中心角度
との関係を求め、同様に、基準導波管を備えたマイクロ
波回路について求めたＨ面スタブと円中心角度との関係
を、前記Ｈ実位相と前記Ｈ基準位相との差分に相当する
角度分だけ補正することにより、前記任意長さの方形導
波管を備えたマイクロ波回路のＨ面スタブと円中心角度
との関係を求める過程と、を含み、前記過程（ｂ）は以
下の（ｂ１）ないし（ｂ２）の過程、すなわち、（ｂ
１）前記基準導波管を備えたマイクロ波回路について、
前記Ｅ基準位相またはＨ基準位相の少なくともいずれか
一方の基準位相に対する、その基準導波管を備えたマイ
クロ波回路のスミスチャート上の対称軸（以下、基準対
称軸という）の変位角度を予め求めておく過程と、（ｂ
２）前記任意長さの方形導波管を備えたマイクロ波回路
の自動チューニングを行なうにあたり、前記変位角度を
求めたときの基準位相に対応する実位相から、前記基準
対称軸の変位角度を差し引くことにより、そのマイクロ
波回路のスミスチャート上の実際の対称軸（以下、実対
称軸という）を求める過程と、を含み、前記過程（ｃ）
では過程（ｂ２）で求めた実対称軸を使って線対称点を
求め、前記過程（ｆ）では、過程（ａ３）で補正したＥ
面スタブと円中心角度との関係を用いてＥ面スタブの位
置を求め、前記過程（ｇ）では、同様に過程（ａ３）で
補正したＨ面スタブと円中心角度との関係を用いてＨ面
スタブの位置を求めることを特徴とする。
項３に記載の発明は、上述した原理に基づくものであっ
て、その構成は以下のとおりである。すなわち、請求項
３に記載の発明は、請求項１または２に記載の方法にお
いて、前記過程（ａ）は以下の（ａ１）ないし（ａ３）
の過程、すなわち、（ａ１）基準となる長さをもった方
形導波管（以下、基準導波管という）を備えたマイクロ
波回路について、Ｅ面スタブの位置と円中心角度との関
係、およびＨ面スタブの位置と円中心角度との関係を予
め計測しておくとともに、Ｅ面スタブを所定位置に固定
してＨ面スタブを動かしたときの円軌跡の円中心角度
（以下、Ｅ基準位相という）と、Ｈ面スタブを所定位置
に固定してＥ面スタブを動かしたときの円軌跡の円中心
角度（以下、Ｈ基準位相という）とを予め求めておく過
程と、（ａ２）前記基準導波管とは長さの異なる任意長
さの方形導波管を備えたマイクロ波回路の自動チューニ
ングを行なうにあたり、そのマイクロ波回路のＥ面スタ
ブを、前記Ｅ基準位相を求めたときのＥ面スタブと同じ
位置に固定してＨ面スタブを動かしたときに、反射係数
の絶対値が略『１』になる点の位相（以下、Ｅ実位相と
いう）と、そのマイクロ波回路のＨ面スタブを、前記Ｈ
基準位相を求めたときのＨ面スタブと同じ位置に固定し
てＥ面スタブを動かしたときに、反射係数の絶対値が略
『１』になる点の位相（以下、Ｈ実位相という）とを、
少なくともいずれか一方の実位相を計測することによっ
て求める過程と、（ａ３）基準導波管を備えたマイクロ
波回路について求めたＥ面スタブと円中心角度との関係
を、前記Ｅ実位相と前記Ｅ基準位相との差分に相当する
角度分だけ補正することにより、前記任意長さの方形導
波管を備えたマイクロ波回路のＥ面スタブと円中心角度
との関係を求め、同様に、基準導波管を備えたマイクロ
波回路について求めたＨ面スタブと円中心角度との関係
を、前記Ｈ実位相と前記Ｈ基準位相との差分に相当する
角度分だけ補正することにより、前記任意長さの方形導
波管を備えたマイクロ波回路のＨ面スタブと円中心角度
との関係を求める過程と、を含み、前記過程（ｂ）は以
下の（ｂ１）ないし（ｂ２）の過程、すなわち、（ｂ
１）前記基準導波管を備えたマイクロ波回路について、
前記Ｅ基準位相またはＨ基準位相の少なくともいずれか
一方の基準位相に対する、その基準導波管を備えたマイ
クロ波回路のスミスチャート上の対称軸（以下、基準対
称軸という）の変位角度を予め求めておく過程と、（ｂ
２）前記任意長さの方形導波管を備えたマイクロ波回路
の自動チューニングを行なうにあたり、前記変位角度を
求めたときの基準位相に対応する実位相から、前記基準
対称軸の変位角度を差し引くことにより、そのマイクロ
波回路のスミスチャート上の実際の対称軸（以下、実対
称軸という）を求める過程と、を含み、前記過程（ｃ）
では過程（ｂ２）で求めた実対称軸を使って線対称点を
求め、前記過程（ｆ）では、過程（ａ３）で補正したＥ
面スタブと円中心角度との関係を用いてＥ面スタブの位
置を求め、前記過程（ｇ）では、同様に過程（ａ３）で
補正したＨ面スタブと円中心角度との関係を用いてＨ面
スタブの位置を求めることを特徴とする。
【００４７】請求項３に記載の発明によれば、基準導波
管を備えたマイクロ波回路について、過程（ａ１）で、
Ｅ面スタブの位置と円中心角度との関係、およびＨ面ス
タブの位置と円中心角度の関係を計測するともに、Ｅ基
準位相およびＨ基準位相を求め、また、過程（ｂ１）
で、基準対称軸の変位角度を求めておけば、基準導波管
とは異なった任意の長さの導波管を備えたマイクロ波回
路をチューニングするにあたって、そのつど各スタブの
位置と円中心角度との関係を計測して、そのマイクロ波
回路の対称軸を求めるという過程を行う必要がない。つ
まり、任意長さの導波管を備えたマイクロ波回路につい
ては、過程（ａ２）でＥ実位相とＨ実位相を計測すれ
ば、これらの実位相を使って、そのマイクロ波回路の各
スタブの位置と円中心角度の関係と、スミスチャート上
の対称軸（実対称軸）を簡単に得ることができる。
管を備えたマイクロ波回路について、過程（ａ１）で、
Ｅ面スタブの位置と円中心角度との関係、およびＨ面ス
タブの位置と円中心角度の関係を計測するともに、Ｅ基
準位相およびＨ基準位相を求め、また、過程（ｂ１）
で、基準対称軸の変位角度を求めておけば、基準導波管
とは異なった任意の長さの導波管を備えたマイクロ波回
路をチューニングするにあたって、そのつど各スタブの
位置と円中心角度との関係を計測して、そのマイクロ波
回路の対称軸を求めるという過程を行う必要がない。つ
まり、任意長さの導波管を備えたマイクロ波回路につい
ては、過程（ａ２）でＥ実位相とＨ実位相を計測すれ
ば、これらの実位相を使って、そのマイクロ波回路の各
スタブの位置と円中心角度の関係と、スミスチャート上
の対称軸（実対称軸）を簡単に得ることができる。
【００４８】〔請求項４の発明の原理〕Ｅ面スタブおよ
びＨ面スタブをインピーダンス整合する適正な位置に初
期設定した後は、反射係数の絶対値｜Γ｜が極力小さく
なるように、通常のフィードバック制御などによって、
各スタブの位置が微調整される。このとき外的影響で負
荷が急激に変動すると、その負荷に対してインピーダン
ス整合する各スタブの適正位置も急激に大きく変動する
ので、もはや通常の制御では各スタブを適正位置にもっ
てくることができなくなる。その結果、各スタブを初期
設定しなおす必要が生じる。そのために、各スタブをス
タブ基準位置にまで移動させて、その位置における反射
係数の絶対値とその位相を求めるという、上述した過程
（１）を実行するのは煩雑である。そこで、本発明者ら
は、このような急激な負荷変動に対して、各スタブの適
正な位置を再び求めるに際し、各スタブがスタブ基準位
置にあるときの反射係数の絶対値とその位相を計測する
ことなく、各スタブの適正位置を迅速に求めることがで
きる手法を考えた。以下、その原理を説明する。
びＨ面スタブをインピーダンス整合する適正な位置に初
期設定した後は、反射係数の絶対値｜Γ｜が極力小さく
なるように、通常のフィードバック制御などによって、
各スタブの位置が微調整される。このとき外的影響で負
荷が急激に変動すると、その負荷に対してインピーダン
ス整合する各スタブの適正位置も急激に大きく変動する
ので、もはや通常の制御では各スタブを適正位置にもっ
てくることができなくなる。その結果、各スタブを初期
設定しなおす必要が生じる。そのために、各スタブをス
タブ基準位置にまで移動させて、その位置における反射
係数の絶対値とその位相を求めるという、上述した過程
（１）を実行するのは煩雑である。そこで、本発明者ら
は、このような急激な負荷変動に対して、各スタブの適
正な位置を再び求めるに際し、各スタブがスタブ基準位
置にあるときの反射係数の絶対値とその位相を計測する
ことなく、各スタブの適正位置を迅速に求めることがで
きる手法を考えた。以下、その原理を説明する。
【００４９】負荷が急激に変動したときのＥ面スタブお
よびＨ面スタブの各位置Ｅ1 ，Ｈ1が分かれば、図１
１，図１２に示した各スタブの位置と円中心角度との関
係から、各スタブの位置Ｅ1 ，Ｈ1 に対応したインピー
ダンスの円軌跡の円中心角度θ E ，θH を求めることが
できる。なお、チューニングしようとするマイクロ波回
路の導波管の長さが、基準導波管と異なる場合は、請求
項３の発明において説明した補正された各スタブ位置と
円中心角度の関係を用いて、各スタブ位置に対応した円
中心角度を求めることができる。また、負荷が急減に変
動したときの反射係数の絶対値｜Γ｜とその位相θは計
測することにより知ることができる。スタブ位置Ｅ1 ，
Ｈ1 に対応した各インピーダンスの円軌跡は、それぞれ
スミスチャート上の｜Γ｜＝１の円に接し、かつ、負荷
急変時の反射係数の絶対値｜Γ｜と位相θで表される点
を通るはずであるので、これらの二つの円軌跡ＣE1，Ｃ
H1が一義的に決まる。この様子を図１６に示す。
よびＨ面スタブの各位置Ｅ1 ，Ｈ1が分かれば、図１
１，図１２に示した各スタブの位置と円中心角度との関
係から、各スタブの位置Ｅ1 ，Ｈ1 に対応したインピー
ダンスの円軌跡の円中心角度θ E ，θH を求めることが
できる。なお、チューニングしようとするマイクロ波回
路の導波管の長さが、基準導波管と異なる場合は、請求
項３の発明において説明した補正された各スタブ位置と
円中心角度の関係を用いて、各スタブ位置に対応した円
中心角度を求めることができる。また、負荷が急減に変
動したときの反射係数の絶対値｜Γ｜とその位相θは計
測することにより知ることができる。スタブ位置Ｅ1 ，
Ｈ1 に対応した各インピーダンスの円軌跡は、それぞれ
スミスチャート上の｜Γ｜＝１の円に接し、かつ、負荷
急変時の反射係数の絶対値｜Γ｜と位相θで表される点
を通るはずであるので、これらの二つの円軌跡ＣE1，Ｃ
H1が一義的に決まる。この様子を図１６に示す。
【００５０】決定した二つの円軌跡ＣE1，ＣH1は、負荷
急変時の反射係数の絶対値｜Γ｜と位相θで表される点
Ｆ以外に、もう一つの交点Ｇをもっている。この交点Ｇ
が、Ｅ面スタブ（またはＨ面スタブ）の各位置に対応し
たインピーダンスの円軌跡群が通過する共通の交点であ
る。したがって、各スタブの最初の初期設定の際に求め
た、そのマイクロ波回路のスミスチャート上の対称軸
（あるは実対称軸）Ｘを挟んで、線対称となる点が各ス
タブがスタブ基準位置にあるときのインピーダンス点
（初期インピーダンス点）Ｓである。初期インピーダン
ス点Ｓが分かれば、上述した過程（２）を実行すること
によって、インピーダンスが整合する各スタブの位置を
求めることができる。
急変時の反射係数の絶対値｜Γ｜と位相θで表される点
Ｆ以外に、もう一つの交点Ｇをもっている。この交点Ｇ
が、Ｅ面スタブ（またはＨ面スタブ）の各位置に対応し
たインピーダンスの円軌跡群が通過する共通の交点であ
る。したがって、各スタブの最初の初期設定の際に求め
た、そのマイクロ波回路のスミスチャート上の対称軸
（あるは実対称軸）Ｘを挟んで、線対称となる点が各ス
タブがスタブ基準位置にあるときのインピーダンス点
（初期インピーダンス点）Ｓである。初期インピーダン
ス点Ｓが分かれば、上述した過程（２）を実行すること
によって、インピーダンスが整合する各スタブの位置を
求めることができる。
【００５１】〔請求項４の発明の構成および作用〕請求
項４に記載の発明は、上述した原理に基づくものであっ
て、その構成は以下のとおりである。すなわち、請求項
４に記載の発明は、請求項１ないし３のいずれかに記載
の方法において、さらに以下の（４）ないし（７）の過
程、すなわち、（４）前記過程（１）ないし（３）によ
って、Ｅ面スタブおよびＨ面スタブの位置を初期設定し
た後、反射係数の絶対値が小さくなる方向に両スタブの
位置を制御しながらマイクロ波回路を作動させている期
間中に、反射係数の絶対値が急激に変動したかを監視す
る過程と、（５）前記過程（４）で反射係数の絶対値が
急激に変動したことが検出されると、そのときの反射係
数の絶対値とその位相を計測する過程と、（６）前記計
測された反射係数の絶対値とその位相とに基づいて、Ｅ
面スタブおよびＨ面スタブが共にスタブ基準位置にある
ときの反射係数の絶対値とその位相を新たに求める過程
と、（７）前記過程（６）で求めた反射係数の絶対値と
その位相を使って前記過程（２）ないし過程（３）を実
行することにより、インピーダンス整合がとれる位置に
Ｅ面スタブおよびＨ面スタブを移動させる過程とを含
み、前記過程（６）は実質的に以下の（ｈ）ないし
（ｊ）の過程、すなわち、（ｈ）前記過程（ａ）で求め
たＥ面スタブの位置と円中心角度との関係と、同じくＨ
面スタブの位置と円中心角度との関係を参照することに
より、前記反射係数が急激に変動したときのＥ面スタブ
の位置に対応する円中心角度と、同じくＨ面スタブの位
置に対応する円中心角度とを求める過程と、（ｉ）前記
過程（ｈ）で求めたＥ面スタブの位置に対応した円中心
角度をもち、かつ、スミスチャート上で反射係数の絶対
値が『１』である円に接するとともに、前記過程（５）
で計測した反射係数の絶対値およびその位相に対応する
スミスチャート上の点を通る第１の円と、同様に前記過
程（ｈ）で求めたＨ面スタブの位置に対応した円中心角
度をもち、かつ、スミスチャート上で反射係数の絶対値
が『１』である円に接するとともに、前記過程（５）で
計測した反射係数の絶対値およびその位相に対応するス
ミスチャート上の点を通る第２の円とを求める過程と、
（ｊ）前記第１および第２の円の二つの交点のうち、過
程（５）で計測した反射係数の絶対値およびその位相に
対応するスミスチャート上の一方の交点とはな異なる他
方の交点に対して、前記過程（ｂ）で求めた対称軸を挟
んで線対称となるスミスチャート上のインピーダンス点
を求め、このインピーダンス点から、Ｅ面スタブおよび
Ｈ面スタブが共にスタブ基準位置にあるときの反射係数
の絶対値およびその位相を新たに求める過程と、を含む
処理であることを特徴とする。
項４に記載の発明は、上述した原理に基づくものであっ
て、その構成は以下のとおりである。すなわち、請求項
４に記載の発明は、請求項１ないし３のいずれかに記載
の方法において、さらに以下の（４）ないし（７）の過
程、すなわち、（４）前記過程（１）ないし（３）によ
って、Ｅ面スタブおよびＨ面スタブの位置を初期設定し
た後、反射係数の絶対値が小さくなる方向に両スタブの
位置を制御しながらマイクロ波回路を作動させている期
間中に、反射係数の絶対値が急激に変動したかを監視す
る過程と、（５）前記過程（４）で反射係数の絶対値が
急激に変動したことが検出されると、そのときの反射係
数の絶対値とその位相を計測する過程と、（６）前記計
測された反射係数の絶対値とその位相とに基づいて、Ｅ
面スタブおよびＨ面スタブが共にスタブ基準位置にある
ときの反射係数の絶対値とその位相を新たに求める過程
と、（７）前記過程（６）で求めた反射係数の絶対値と
その位相を使って前記過程（２）ないし過程（３）を実
行することにより、インピーダンス整合がとれる位置に
Ｅ面スタブおよびＨ面スタブを移動させる過程とを含
み、前記過程（６）は実質的に以下の（ｈ）ないし
（ｊ）の過程、すなわち、（ｈ）前記過程（ａ）で求め
たＥ面スタブの位置と円中心角度との関係と、同じくＨ
面スタブの位置と円中心角度との関係を参照することに
より、前記反射係数が急激に変動したときのＥ面スタブ
の位置に対応する円中心角度と、同じくＨ面スタブの位
置に対応する円中心角度とを求める過程と、（ｉ）前記
過程（ｈ）で求めたＥ面スタブの位置に対応した円中心
角度をもち、かつ、スミスチャート上で反射係数の絶対
値が『１』である円に接するとともに、前記過程（５）
で計測した反射係数の絶対値およびその位相に対応する
スミスチャート上の点を通る第１の円と、同様に前記過
程（ｈ）で求めたＨ面スタブの位置に対応した円中心角
度をもち、かつ、スミスチャート上で反射係数の絶対値
が『１』である円に接するとともに、前記過程（５）で
計測した反射係数の絶対値およびその位相に対応するス
ミスチャート上の点を通る第２の円とを求める過程と、
（ｊ）前記第１および第２の円の二つの交点のうち、過
程（５）で計測した反射係数の絶対値およびその位相に
対応するスミスチャート上の一方の交点とはな異なる他
方の交点に対して、前記過程（ｂ）で求めた対称軸を挟
んで線対称となるスミスチャート上のインピーダンス点
を求め、このインピーダンス点から、Ｅ面スタブおよび
Ｈ面スタブが共にスタブ基準位置にあるときの反射係数
の絶対値およびその位相を新たに求める過程と、を含む
処理であることを特徴とする。
【００５２】請求項４に記載の発明によれば、負荷が急
激に変動したときの反射係数の絶対値とその位相を計測
し、また、そのときの各スタブの位置を知ることによ
り、各スタブがスタブ基準位置にあるときの反射係数の
絶対値とその位相を求めることができるので、負荷が急
減に変動するたびに、各スタブをスタブ基準位置に戻し
て、反射係数の絶対値とその位相を計測する必要がな
く、インピーダンスが整合する適正位置へ各スタブを速
やかに移動させることができる。
激に変動したときの反射係数の絶対値とその位相を計測
し、また、そのときの各スタブの位置を知ることによ
り、各スタブがスタブ基準位置にあるときの反射係数の
絶対値とその位相を求めることができるので、負荷が急
減に変動するたびに、各スタブをスタブ基準位置に戻し
て、反射係数の絶対値とその位相を計測する必要がな
く、インピーダンスが整合する適正位置へ各スタブを速
やかに移動させることができる。
【００５３】〔請求項５の発明の原理〕請求項４の発明
の原理において説明した初期インピーダンス点Ｓは演算
によっても求めることができる。以下、図１６を参照し
て説明する。円軌跡ＣE1の円中心角度θE は、図１１に
示したＥ面スタブと円中心角度との関係に近似した正接
関数を使って次式（9)のように表すことができる。
の原理において説明した初期インピーダンス点Ｓは演算
によっても求めることができる。以下、図１６を参照し
て説明する。円軌跡ＣE1の円中心角度θE は、図１１に
示したＥ面スタブと円中心角度との関係に近似した正接
関数を使って次式（9)のように表すことができる。
【００５４】
【数１】
【００５５】同様に、円軌跡ＣH1の円中心角度θH は、
図１２に示したＨ面スタブと円中心角度との関係に近似
した正接関数を使って次式（10）のように表すことがで
きる。
図１２に示したＨ面スタブと円中心角度との関係に近似
した正接関数を使って次式（10）のように表すことがで
きる。
【００５６】
【数２】
【００５７】なお、（9)式中、ＥはＥ面スタブの位置、
Ａ1 ，Ｂ1 ，Ｃ1 ，Ｄ1 は定数、（10) 式中、ＨはＨ面
スタブの位置、Ａ2 ，Ｂ2 ，Ｃ2 ，Ｄ2 は定数である。
Ａ1 ，Ｂ1 ，Ｃ1 ，Ｄ1 は定数、（10) 式中、ＨはＨ面
スタブの位置、Ａ2 ，Ｂ2 ，Ｃ2 ，Ｄ2 は定数である。
【００５８】極座標（｜Γ｜，θ）で表される点Ｆの座
標を、スミスチャートの原点Ｏを通る直交座標（ａ，
ｂ）で書き換えると、 Ｆ（ａ，ｂ）＝（｜Γ｜cos θ，｜Γ｜sin θ） となる。
標を、スミスチャートの原点Ｏを通る直交座標（ａ，
ｂ）で書き換えると、 Ｆ（ａ，ｂ）＝（｜Γ｜cos θ，｜Γ｜sin θ） となる。
【００５９】ここで、円軌跡ＣE1の半径をｒE とする
と、その中心点ＯE の座標は、 （（１−ｒE ）cos θE ，（１−ｒE ）sin θE ） となる。同様、円軌跡ＣH1の半径をｒH とすると、その
中心点ＯH の座標は、 （（１−ｒH ）cos θH ，（１−ｒH ）sin θH ） となる。
と、その中心点ＯE の座標は、 （（１−ｒE ）cos θE ，（１−ｒE ）sin θE ） となる。同様、円軌跡ＣH1の半径をｒH とすると、その
中心点ＯH の座標は、 （（１−ｒH ）cos θH ，（１−ｒH ）sin θH ） となる。
【００６０】したがって、円軌跡ＣE1は次式で表され
る。 ｛ｘ−（１−ｒE ）cos θE ｝2 ＋｛ｙ−（１−ｒE ）
sin θE ｝2 ＝ｒ2 上式を書き換えると次のようになる。 ｘ2 −２ｘ（１−ｒE ）cos θE ＋ｙ2 −２ｙ（１−ｒE ）sin θE ＋１−２ｒE ＝０ ……（11)
る。 ｛ｘ−（１−ｒE ）cos θE ｝2 ＋｛ｙ−（１−ｒE ）
sin θE ｝2 ＝ｒ2 上式を書き換えると次のようになる。 ｘ2 −２ｘ（１−ｒE ）cos θE ＋ｙ2 −２ｙ（１−ｒE ）sin θE ＋１−２ｒE ＝０ ……（11)
【００６１】同様に円軌跡ＣH1は次式で表される。 ｘ2 −２ｘ（１−ｒH ）cos θH ＋ｙ2 −２ｙ（１−ｒH ）sin θH ＋１−２ｒH ＝０ ……（12)
【００６２】円軌跡ＣE1，ＣH1は共に点Ｆ（ａ，ｂ）を
通るので、（11) 式より次の関係が得られる。 ａ2 −２ａ（１−ｒE ）cos θE＋ｂ2 −２ｂ（１−ｒ
E ）sin θE ＋１−２ｒE ＝０ 上式より、円軌跡ＣE1の半径ｒE は次式（13) で表され
る。
通るので、（11) 式より次の関係が得られる。 ａ2 −２ａ（１−ｒE ）cos θE＋ｂ2 −２ｂ（１−ｒ
E ）sin θE ＋１−２ｒE ＝０ 上式より、円軌跡ＣE1の半径ｒE は次式（13) で表され
る。
【００６３】
【数３】
【００６４】同様に（12) 式より、円軌跡ＣH1の半径ｒ
H は次式（14) で表される。
H は次式（14) で表される。
【００６５】
【数４】
【００６６】ここで、円軌跡ＣE1の中心ＯE と、円軌跡
ＣH1の中心ＯH を通る直線Ｌ1 の傾きｍは次式（15) で
表される。
ＣH1の中心ＯH を通る直線Ｌ1 の傾きｍは次式（15) で
表される。
【００６７】
【数５】
【００６８】また、点Ｆ，Ｇを通る直線Ｌ2 の傾きを
ｍ’とすると、２つの直線Ｌ1 ，Ｌ2は直交するので、
次の関係が成立する。 ｍ・ｍ’＝−１ したがって、 ｍ’＝−１／ｍ ……（16) となる。また、傾きｍ’は次式（17) で与えられる。 ｍ’＝（ｙ’−ｂ）／（ｘ’−ａ） ……（17) （16) ，（17) 式より、次式（18) が得られる。 ｘ’＋ｍ・ｙ’＝ａ＋ｍ・ｂ ……（18)
ｍ’とすると、２つの直線Ｌ1 ，Ｌ2は直交するので、
次の関係が成立する。 ｍ・ｍ’＝−１ したがって、 ｍ’＝−１／ｍ ……（16) となる。また、傾きｍ’は次式（17) で与えられる。 ｍ’＝（ｙ’−ｂ）／（ｘ’−ａ） ……（17) （16) ，（17) 式より、次式（18) が得られる。 ｘ’＋ｍ・ｙ’＝ａ＋ｍ・ｂ ……（18)
【００６９】点ＯE ，ＯH を通る直線Ｌ1 は次式（19)
で表される。 ｙ−（１−ｒH ）sin θH ＝ｍ｛ｘ−（１−ｒH ）cos θH ｝……（19) この直線Ｌ1 は、線分ＦＧの交点（（ｘ’＋ａ）／２，
（ｙ’＋ｂ）／２）を通るので、（19) 式から次式（2
0) が得られる。 （ｙ’＋ｂ）／２−（１−ｒH ）sin θH ＝ｍ｛（ｘ’＋ａ）／２−（１−ｒH ）cos θH ｝……（20) （20) 式を変形すると、次式（21) が得られる。 −ｍｘ’＋ｙ’ ＝２（１−ｒH ）sin θH −ｂ＋ｍａ−２ｍ（１−ｒH ）cos θH ……（21)
で表される。 ｙ−（１−ｒH ）sin θH ＝ｍ｛ｘ−（１−ｒH ）cos θH ｝……（19) この直線Ｌ1 は、線分ＦＧの交点（（ｘ’＋ａ）／２，
（ｙ’＋ｂ）／２）を通るので、（19) 式から次式（2
0) が得られる。 （ｙ’＋ｂ）／２−（１−ｒH ）sin θH ＝ｍ｛（ｘ’＋ａ）／２−（１−ｒH ）cos θH ｝……（20) （20) 式を変形すると、次式（21) が得られる。 −ｍｘ’＋ｙ’ ＝２（１−ｒH ）sin θH −ｂ＋ｍａ−２ｍ（１−ｒH ）cos θH ……（21)
【００７０】（18) ，（21) 式より、交点Ｇ（ｘ’，
ｙ’）は次式（22) ，（23) で表される。
ｙ’）は次式（22) ，（23) で表される。
【００７１】
【数６】
【００７２】上式（22) ，（23) にＦ（ａ，ｂ）＝（｜
Γ｜cos θ，｜Γ｜sin θ）の各値を代入すると、次式
（24) ，（25) が得られる。
Γ｜cos θ，｜Γ｜sin θ）の各値を代入すると、次式
（24) ，（25) が得られる。
【００７３】
【数７】
【００７４】上式（24) ，（25) で得られる点Ｇ
（ｘ’，ｙ’）が、各スタブの位置Ｅ，Ｈにかかわら
ず、インピーダンスの円軌跡群が通過する共通の点であ
る。ここで、対称軸Ｘをスミスチャート上のリアクタン
スが『０』（ｘ＝０）のラインに一致するように、マイ
クロ波回路の導波管の長さを設定しておくと、この対称
軸Ｘを挟んで点Ｇに線対称である点Ｓ（ｘ’，−ｙ’）
が、各スタブがスタブ基準位置にあるときの初期インピ
ーダンス点になる。この初期インピーダンス点Ｓに対応
する反射係数の絶対値｜Γ｜’とその位相θ’で表すと
次式（29) ，（30) のようになる。
（ｘ’，ｙ’）が、各スタブの位置Ｅ，Ｈにかかわら
ず、インピーダンスの円軌跡群が通過する共通の点であ
る。ここで、対称軸Ｘをスミスチャート上のリアクタン
スが『０』（ｘ＝０）のラインに一致するように、マイ
クロ波回路の導波管の長さを設定しておくと、この対称
軸Ｘを挟んで点Ｇに線対称である点Ｓ（ｘ’，−ｙ’）
が、各スタブがスタブ基準位置にあるときの初期インピ
ーダンス点になる。この初期インピーダンス点Ｓに対応
する反射係数の絶対値｜Γ｜’とその位相θ’で表すと
次式（29) ，（30) のようになる。
【００７５】
【数８】
【００７６】上式（29) ，（30) で得られた反射係数の
絶対値｜Γ｜’とその位相θ’を用いて過程（２）を実
行することによって、インピーダンスが整合する各スタ
ブの位置を求めることができる。
絶対値｜Γ｜’とその位相θ’を用いて過程（２）を実
行することによって、インピーダンスが整合する各スタ
ブの位置を求めることができる。
【００７７】〔請求項５の発明の構成および作用〕請求
項５に記載の発明は、上述した原理に基づくものであっ
て、その構成は以下のとおりである。すなわち、請求項
５に記載の発明は、請求項４に記載の方法において、前
記過程（６）における処理は、過程（ａ）で求めたＥ面
スタブの位置と円中心角度との関係、およびＨ面スタブ
の位置と円中心角度との関係に基づいて得られる、反射
係数の絶対値が急激に変動したときの反射係数の絶対値
とその位相と、Ｅ面スタブおよびＨ面スタブが共にスタ
ブ基準位置にあるときの反射係数の絶対値とその位相と
を関係付けた近似関数に、前記反射係数の絶対値が急激
に変動したときのＥ面スタブの位置に対応する円中心角
度と、同じくＨ面スタブの位置に対応する円中心角度
と、前記反射係数の絶対値が急激に変動したときの反射
係数の絶対値とその位相をそれぞれ与えることによっ
て、実質的に前記過程（ｈ）ないし（ｊ）を実行して、
Ｅ面スタブおよびＨ面スタブが共にスタブ基準位置にあ
るときの反射係数の絶対値およびその位相を求めるもの
であることを特徴とする。
項５に記載の発明は、上述した原理に基づくものであっ
て、その構成は以下のとおりである。すなわち、請求項
５に記載の発明は、請求項４に記載の方法において、前
記過程（６）における処理は、過程（ａ）で求めたＥ面
スタブの位置と円中心角度との関係、およびＨ面スタブ
の位置と円中心角度との関係に基づいて得られる、反射
係数の絶対値が急激に変動したときの反射係数の絶対値
とその位相と、Ｅ面スタブおよびＨ面スタブが共にスタ
ブ基準位置にあるときの反射係数の絶対値とその位相と
を関係付けた近似関数に、前記反射係数の絶対値が急激
に変動したときのＥ面スタブの位置に対応する円中心角
度と、同じくＨ面スタブの位置に対応する円中心角度
と、前記反射係数の絶対値が急激に変動したときの反射
係数の絶対値とその位相をそれぞれ与えることによっ
て、実質的に前記過程（ｈ）ないし（ｊ）を実行して、
Ｅ面スタブおよびＨ面スタブが共にスタブ基準位置にあ
るときの反射係数の絶対値およびその位相を求めるもの
であることを特徴とする。
【００７８】請求項５に記載の発明によれば、反射係数
の絶対値が急激に変動したときのＥ面スタブの位置に対
応した円中心角度と、同じくＨ面スタブ４H の位置に対
応した円中心角度と、そのときの反射係数の絶対値とそ
の位相を近似関数に与えることにより、各スタブがスタ
ブ基準位置にあるときの反射係数の絶対値とその位相を
算出することができるので、インピーダンスが整合する
適正位置へ各スタブを速やかに移動させることができ
る。
の絶対値が急激に変動したときのＥ面スタブの位置に対
応した円中心角度と、同じくＨ面スタブ４H の位置に対
応した円中心角度と、そのときの反射係数の絶対値とそ
の位相を近似関数に与えることにより、各スタブがスタ
ブ基準位置にあるときの反射係数の絶対値とその位相を
算出することができるので、インピーダンスが整合する
適正位置へ各スタブを速やかに移動させることができ
る。
【００７９】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施例を説明する。図１は本発明方法を用いたマイクロ波
回路の一実施例の概略構成を示したブロック図である。
ここでは、マイクロ波を利用した集積回路（ＩＣ）のプ
ラズマドライエッチング装置を例に採って説明する。
施例を説明する。図１は本発明方法を用いたマイクロ波
回路の一実施例の概略構成を示したブロック図である。
ここでは、マイクロ波を利用した集積回路（ＩＣ）のプ
ラズマドライエッチング装置を例に採って説明する。
【００８０】図中、符号１１はマイクロ波電源である。
マイクロ波電源１１からの電力はマイクロ波発生器１２
に与えられる。マイクロ波発生器１２で発生されたマイ
クロ波電力は、断面が長方形の方形導波管１で伝搬され
て、負荷であるプラズマ生成用チャンバー（以下、負荷
という）１３に与えられる。マイクロ波発生器１２と負
荷１３との間に、アイソレータ１４、方向性結合器１
５、スタブ整合器２E ，２H がその順に介在されてい
る。なお、スタブ整合器２E ，２H と負荷１３との間に
は、必要に応じて延長用の導波管１ａが介在する。
マイクロ波電源１１からの電力はマイクロ波発生器１２
に与えられる。マイクロ波発生器１２で発生されたマイ
クロ波電力は、断面が長方形の方形導波管１で伝搬され
て、負荷であるプラズマ生成用チャンバー（以下、負荷
という）１３に与えられる。マイクロ波発生器１２と負
荷１３との間に、アイソレータ１４、方向性結合器１
５、スタブ整合器２E ，２H がその順に介在されてい
る。なお、スタブ整合器２E ，２H と負荷１３との間に
は、必要に応じて延長用の導波管１ａが介在する。
【００８１】方向性結合器１５は入射波と反射波とを分
離する。分離された各マイクロ波はパワーメーター１６
に与えられ、各々の電力値が計測される。計測された入
射電力により、マイクロ波電源１１が定電力制御され
る。
離する。分離された各マイクロ波はパワーメーター１６
に与えられ、各々の電力値が計測される。計測された入
射電力により、マイクロ波電源１１が定電力制御され
る。
【００８２】スタブ整合器２E ，２H は、図２，図３で
説明したように、方形導波管１の直交する二壁面から分
岐された分岐管３E ，３H 内に摺動自在に挿入されたＥ
面スタブ４E およびＨ面スタブ４H を備える。各スタブ
４E ，４H はパルスモータを用いたネジ送り機構（図示
せず）によって任意位置に駆動される。スタブ整合器２
E ，２H には、各スタブ４E ，４H が方形導波管１の内
面と面一になる位置（スタブ基準位置）に達したことを
検出するセンサ（図示せず）がそれぞれ配備されてい
る。
説明したように、方形導波管１の直交する二壁面から分
岐された分岐管３E ，３H 内に摺動自在に挿入されたＥ
面スタブ４E およびＨ面スタブ４H を備える。各スタブ
４E ，４H はパルスモータを用いたネジ送り機構（図示
せず）によって任意位置に駆動される。スタブ整合器２
E ，２H には、各スタブ４E ，４H が方形導波管１の内
面と面一になる位置（スタブ基準位置）に達したことを
検出するセンサ（図示せず）がそれぞれ配備されてい
る。
【００８３】スタブ整合器２E ，２H の入力側の方形導
波管１内に、３本（あるいは５本）の探針からなるアン
テナ１９が例えばλ／８（λはマイクロ波の波長）の間
隔で配置されている。アンテナ１９は方形導波管１内の
電圧定在波を検出する。その検出信号はコントローラ１
７に与えられる。コントローラ１７は、その検出信号に
基づき、アンテナ１９が設置された位置における反射係
数の絶対値とその位相を計測し、インピーダンス整合が
とれるように各スタブ４E ，４H の位置の初期設定や微
調整などを行なう。
波管１内に、３本（あるいは５本）の探針からなるアン
テナ１９が例えばλ／８（λはマイクロ波の波長）の間
隔で配置されている。アンテナ１９は方形導波管１内の
電圧定在波を検出する。その検出信号はコントローラ１
７に与えられる。コントローラ１７は、その検出信号に
基づき、アンテナ１９が設置された位置における反射係
数の絶対値とその位相を計測し、インピーダンス整合が
とれるように各スタブ４E ，４H の位置の初期設定や微
調整などを行なう。
【００８４】以下、上述した実施例装置の動作を図４，
図５に示したのフローチャートを参照して説明する。こ
こでは、任意長さの導波管を備えたマイクロ波回路を自
動チューニングする場合を例に採って説明する。
図５に示したのフローチャートを参照して説明する。こ
こでは、任意長さの導波管を備えたマイクロ波回路を自
動チューニングする場合を例に採って説明する。
【００８５】ステップＳ１（セットアップ処理）では、
任意長さの導波管を備えたマイクロ波回路をチューニン
グするにあたり、予め基準長さの導波管を備えたマイク
ロ波回路について次の３つのデータを計測しておく。こ
のステップＳ１は、請求項３に記載の発明の過程（ａ
１）および過程（ｂ１）に相当する。
任意長さの導波管を備えたマイクロ波回路をチューニン
グするにあたり、予め基準長さの導波管を備えたマイク
ロ波回路について次の３つのデータを計測しておく。こ
のステップＳ１は、請求項３に記載の発明の過程（ａ
１）および過程（ｂ１）に相当する。
【００８６】第１は、図１１に示したＥ面スタブ４E の
位置と円中心角度との関係、および図１２に示したＨ面
スタブ４H の位置と円中心角度との関係を計測する。そ
して、上記した（5)式ないし（8)式中の定数Ａ1 ，
Ｂ1 ，Ｃ1 ，Ｄ1 、およびＡ2 ，Ｂ2 ，Ｃ2 ，Ｄ2 の各
値を決定する。
位置と円中心角度との関係、および図１２に示したＨ面
スタブ４H の位置と円中心角度との関係を計測する。そ
して、上記した（5)式ないし（8)式中の定数Ａ1 ，
Ｂ1 ，Ｃ1 ，Ｄ1 、およびＡ2 ，Ｂ2 ，Ｃ2 ，Ｄ2 の各
値を決定する。
【００８７】第２は、Ｅ面スタブ４E を所定位置に固定
してＨ面スタブ４H を動かしたときの円軌跡の円中心角
度（Ｅ基準位相）θE0と、Ｈ面スタブ４H を所定位置に
固定してＥ面スタブ４E を動かしたときの円軌跡の円中
心角度（Ｈ基準位相）θH0を計測する。本実施例では、
Ｅ面スタブ４E をスタブ基準位置に固定したときの円中
心角度をＥ基準位相θE0とし、同様にＨ面スタブ４H を
スタブ基準位置に固定したときの円中心角度をＨ基準位
相θH0としている。
してＨ面スタブ４H を動かしたときの円軌跡の円中心角
度（Ｅ基準位相）θE0と、Ｈ面スタブ４H を所定位置に
固定してＥ面スタブ４E を動かしたときの円軌跡の円中
心角度（Ｈ基準位相）θH0を計測する。本実施例では、
Ｅ面スタブ４E をスタブ基準位置に固定したときの円中
心角度をＥ基準位相θE0とし、同様にＨ面スタブ４H を
スタブ基準位置に固定したときの円中心角度をＨ基準位
相θH0としている。
【００８８】第３は、Ｅ基準位相θE0またはＨ基準位相
θH0の少なくともいずれか一方の基準位相に対する、そ
の基準導波管を備えたマイクロ波回路のスミスチャート
上の対称軸（基準対称軸）の変位角度Δθを求めてお
く。本実施例では、Ｅ基準位相θE0に対する基準対称軸
の変位角度ΔθE を求めるものとする。なお、本実施例
では、基準導波管を備えたマイクロ波回路の基準対称軸
が、スミスチャート上でリアクタンスが『０』（ｘ＝
０）のラインと一致するような長さをもった導波管を基
準導波管としているので、前記変位角度ΔθE はＥ基準
位相θE0に一致している。ここでは、角度の方向を考慮
して、ΔθE ＝−θE0とする。
θH0の少なくともいずれか一方の基準位相に対する、そ
の基準導波管を備えたマイクロ波回路のスミスチャート
上の対称軸（基準対称軸）の変位角度Δθを求めてお
く。本実施例では、Ｅ基準位相θE0に対する基準対称軸
の変位角度ΔθE を求めるものとする。なお、本実施例
では、基準導波管を備えたマイクロ波回路の基準対称軸
が、スミスチャート上でリアクタンスが『０』（ｘ＝
０）のラインと一致するような長さをもった導波管を基
準導波管としているので、前記変位角度ΔθE はＥ基準
位相θE0に一致している。ここでは、角度の方向を考慮
して、ΔθE ＝−θE0とする。
【００８９】そして、各定数が決定された式（5)ないし
式（8)と、Ｅ基準位相θE0およびＨ基準位相θH0と、変
位角度ΔθE とを、それぞれコントローラ１７に記憶さ
せておく。以上で、セットアップ処理が完了する。以
下、コントローラ１７の制御のもとに自動チューニング
が進められる。
式（8)と、Ｅ基準位相θE0およびＨ基準位相θH0と、変
位角度ΔθE とを、それぞれコントローラ１７に記憶さ
せておく。以上で、セットアップ処理が完了する。以
下、コントローラ１７の制御のもとに自動チューニング
が進められる。
【００９０】ステップＳ２では、任意長さの導波管を備
えたマイクロ波回路について、Ｅ面スタブ４E を所定位
置に固定して、Ｈ面スタブ４H を動かしたときに、反射
係数の絶対値｜Γ｜が略『１』になる位相（Ｅ実位相）
を計測する。ここでは、基準導波管を備えたマイクロ波
回路についてＥ基準位相θE0を計測した条件に合わせ
て、Ｅ面スタブ４E をスタブ基準位置に固定して、Ｈ面
スタブ４H を動かしたときに、反射係数の絶対値｜Γ｜
が略『１』になるＥ実位相θE0’を計測する。同様に、
Ｈ面スタブ４H をスタブ基準位置に固定して、Ｅ面スタ
ブ４E を動かしたときに、反射係数の絶対値｜Γ｜が略
『１』になる位相（Ｈ実位相）θH0’を求める。上述し
たように、Ｈ基準位相に対するＨ実位相のズレ（変位
量）は、Ｅ基準位相に対するＥ実位相のズレと略同じに
なるので、Ｈ実位相は必ずしも計測によって求める必要
はない。この実施例では、Ｅ実位相の計測によって、Ｅ
基準位相に対するＥ実位相の変位量が分かるので、この
変位量とＨ基準位相とからＨ実位相θH0’を求めるよう
にしている。このステップＳ２は、請求項３に記載の発
明の過程（ａ２）に相当する。
えたマイクロ波回路について、Ｅ面スタブ４E を所定位
置に固定して、Ｈ面スタブ４H を動かしたときに、反射
係数の絶対値｜Γ｜が略『１』になる位相（Ｅ実位相）
を計測する。ここでは、基準導波管を備えたマイクロ波
回路についてＥ基準位相θE0を計測した条件に合わせ
て、Ｅ面スタブ４E をスタブ基準位置に固定して、Ｈ面
スタブ４H を動かしたときに、反射係数の絶対値｜Γ｜
が略『１』になるＥ実位相θE0’を計測する。同様に、
Ｈ面スタブ４H をスタブ基準位置に固定して、Ｅ面スタ
ブ４E を動かしたときに、反射係数の絶対値｜Γ｜が略
『１』になる位相（Ｈ実位相）θH0’を求める。上述し
たように、Ｈ基準位相に対するＨ実位相のズレ（変位
量）は、Ｅ基準位相に対するＥ実位相のズレと略同じに
なるので、Ｈ実位相は必ずしも計測によって求める必要
はない。この実施例では、Ｅ実位相の計測によって、Ｅ
基準位相に対するＥ実位相の変位量が分かるので、この
変位量とＨ基準位相とからＨ実位相θH0’を求めるよう
にしている。このステップＳ２は、請求項３に記載の発
明の過程（ａ２）に相当する。
【００９１】ステップＳ３では、ステップＳ２で計測し
たＥ実位相θE0’から、ステップＳ１で予め求めておい
た変位角度ΔθE （＝−θE0）を差し引くことにより、
任意長さの導波管を備えたマイクロ波回路について、実
対称軸の角度を求める。このステップＳ３は、請求項３
に記載の発明の過程（ｂ２）に相当する（図１５参
照）。具体的には、実対称軸の角度θE ’を以下の式に
より求める。 θE ’＝θE0’−ΔθE ＝θE0’＋θE0 コントローラ１７は、この実対称軸の角度θE ’を記憶
する。
たＥ実位相θE0’から、ステップＳ１で予め求めておい
た変位角度ΔθE （＝−θE0）を差し引くことにより、
任意長さの導波管を備えたマイクロ波回路について、実
対称軸の角度を求める。このステップＳ３は、請求項３
に記載の発明の過程（ｂ２）に相当する（図１５参
照）。具体的には、実対称軸の角度θE ’を以下の式に
より求める。 θE ’＝θE0’−ΔθE ＝θE0’＋θE0 コントローラ１７は、この実対称軸の角度θE ’を記憶
する。
【００９２】ステップＳ４では、チューニング対象であ
るマイクロ波回路について、Ｅ面スタブ４E およびＨ面
スタブ４H を共にスタブ基準位置に設定して、そのとき
の反射係数の絶対値｜ΓS ｜とその位相θS を計測す
る。このステップＳ４は、請求項１に記載の発明の過程
（１）に相当する。
るマイクロ波回路について、Ｅ面スタブ４E およびＨ面
スタブ４H を共にスタブ基準位置に設定して、そのとき
の反射係数の絶対値｜ΓS ｜とその位相θS を計測す
る。このステップＳ４は、請求項１に記載の発明の過程
（１）に相当する。
【００９３】ステップＳ５では、ステップＳ４で計測し
た位相θS をステップＳ３で求めた実対称軸の角度
θE ’で補正することにより、実対称軸を基準とした位
相θS ’を得る。具体的には位相θS ’を以下の式によ
り求める。 θS ’＝θS −θ’
た位相θS をステップＳ３で求めた実対称軸の角度
θE ’で補正することにより、実対称軸を基準とした位
相θS ’を得る。具体的には位相θS ’を以下の式によ
り求める。 θS ’＝θS −θ’
【００９４】ステップＳ６では、ステップＳ４で計測し
た反射係数の絶対値｜ΓS ｜と、ステップＳ５で求めた
位相θS ’を、上述した（5)ないし（8)式に代入するこ
とにより、インピーダンスが整合する各スタブ４E ，４
H の位置（Ｅ1 ，Ｈ1 ）、（Ｅ2 ，Ｈ2 ）を求める。な
お、（5)ないし（8)式中の位相θS の値として、補正さ
れた位相θS ’の値を与える。このステップＳ５は、請
求項２に記載の発明に相当する。
た反射係数の絶対値｜ΓS ｜と、ステップＳ５で求めた
位相θS ’を、上述した（5)ないし（8)式に代入するこ
とにより、インピーダンスが整合する各スタブ４E ，４
H の位置（Ｅ1 ，Ｈ1 ）、（Ｅ2 ，Ｈ2 ）を求める。な
お、（5)ないし（8)式中の位相θS の値として、補正さ
れた位相θS ’の値を与える。このステップＳ５は、請
求項２に記載の発明に相当する。
【００９５】ステップＳ７では、ステップＳ６で求めら
れた各スタブ４E ，４H の２組の適正位置（Ｅ1 ，
Ｈ1 ）、（Ｅ2 ，Ｈ2 ）のうち、いずれか一方を選択す
る。本実施例では、各スタブ４E ，４H の可動範囲を３
９ｍｍにしてあるので、各スタブ４E ，４H の初期位置
としては、略その中間位置である２０ｍｍ前後にしてお
くのが好ましい。各スタブ４E ，４H の初期位置を中間
位置に近いところに設定しておくと、後の制御過程で初
期位置を中心として各スタブ４E ，４H が正負に動ける
範囲が広くなるからである。そこで、このステップＳ７
では、Ｅ面スタブ４ E の位置Ｅ1 ，Ｅ2 に着目し、Ｅ＝
２０ｍｍ近い方の値をもつ組を選択し、その位置へ各ス
タブ４E ，４H を移動する。このステップＳ７は、請求
項１に記載の発明の過程（３）に相当する。
れた各スタブ４E ，４H の２組の適正位置（Ｅ1 ，
Ｈ1 ）、（Ｅ2 ，Ｈ2 ）のうち、いずれか一方を選択す
る。本実施例では、各スタブ４E ，４H の可動範囲を３
９ｍｍにしてあるので、各スタブ４E ，４H の初期位置
としては、略その中間位置である２０ｍｍ前後にしてお
くのが好ましい。各スタブ４E ，４H の初期位置を中間
位置に近いところに設定しておくと、後の制御過程で初
期位置を中心として各スタブ４E ，４H が正負に動ける
範囲が広くなるからである。そこで、このステップＳ７
では、Ｅ面スタブ４ E の位置Ｅ1 ，Ｅ2 に着目し、Ｅ＝
２０ｍｍ近い方の値をもつ組を選択し、その位置へ各ス
タブ４E ，４H を移動する。このステップＳ７は、請求
項１に記載の発明の過程（３）に相当する。
【００９６】以上の処理によって、各スタブ４E ，４H
の初期設定が完了する。以下のステップは、各スタブ４
E ，４H を初期設定した後に、各スタブ４E ，４H の位
置を微調整してインピーダンスの整合を維持するための
処理、および負荷が急激に変動した場合に実行する各ス
タブ４E ，４H の再設定処理である。
の初期設定が完了する。以下のステップは、各スタブ４
E ，４H を初期設定した後に、各スタブ４E ，４H の位
置を微調整してインピーダンスの整合を維持するための
処理、および負荷が急激に変動した場合に実行する各ス
タブ４E ，４H の再設定処理である。
【００９７】ステップＳ８では、反射係数の絶対値｜Γ
｜が極力小さくなるように、各スタブ４E ，４H の位置
を微調整する。このステップＳ８は従来からよく知られ
ている自動チューニング過程であるので詳述はしない
が、概ね次のようにして各スタブ４E ，４H が微調整さ
れる。上記のように各スタブ４E ，４H が初期設定され
ることにより、各スタブ４E ，４H は、例えば図１７に
示した領域Ａの位置ＰAの近くに移動する。この領域Ａ
内では、スタブの位置に応じて反射係数が単純に減少す
るか、あるいは単純に増加するかのいずれかである。こ
のような単純勾配の領域において、例えば一方のＨ面ス
タブ４H を固定して、他方のＥ面スタブ４ E を微動（例
えば、０．１ｍｍ程度）させると、反射係数が小さくな
る方向が存在する。その方向にＥ面スタブ４E を微動さ
せていくと、反射係数は次第に小さくなり、ある点を過
ぎると大きくなる。すなわち、変曲点が現れる。変曲点
を検出すると、それまで微動させていたＥ面スタブ４E
をその位置に固定し、他方のＨ面スタブ４H を同様に微
動させて、反射係数が小さくなる方向を見つける。そし
て、その方向にＨ面スタブ４H を微動させていく。以上
のような動作を反射係数が所定値以下になるまで繰り返
し行い、反射係数が所定値以下になれば、その位置に各
スタブ４E ，４H を固定する。
｜が極力小さくなるように、各スタブ４E ，４H の位置
を微調整する。このステップＳ８は従来からよく知られ
ている自動チューニング過程であるので詳述はしない
が、概ね次のようにして各スタブ４E ，４H が微調整さ
れる。上記のように各スタブ４E ，４H が初期設定され
ることにより、各スタブ４E ，４H は、例えば図１７に
示した領域Ａの位置ＰAの近くに移動する。この領域Ａ
内では、スタブの位置に応じて反射係数が単純に減少す
るか、あるいは単純に増加するかのいずれかである。こ
のような単純勾配の領域において、例えば一方のＨ面ス
タブ４H を固定して、他方のＥ面スタブ４ E を微動（例
えば、０．１ｍｍ程度）させると、反射係数が小さくな
る方向が存在する。その方向にＥ面スタブ４E を微動さ
せていくと、反射係数は次第に小さくなり、ある点を過
ぎると大きくなる。すなわち、変曲点が現れる。変曲点
を検出すると、それまで微動させていたＥ面スタブ４E
をその位置に固定し、他方のＨ面スタブ４H を同様に微
動させて、反射係数が小さくなる方向を見つける。そし
て、その方向にＨ面スタブ４H を微動させていく。以上
のような動作を反射係数が所定値以下になるまで繰り返
し行い、反射係数が所定値以下になれば、その位置に各
スタブ４E ，４H を固定する。
【００９８】ステップＳ９では、反射係数の絶対値｜Γ
｜が急激に変動したか否かを常に監視しており、急激な
変動がない場合はステップＳ８による自動チューニング
過程を継続する。一方、反射係数の絶対値｜Γ｜が急激
に変動した場合は、図１７において説明したように、も
はや通常の自動チューニングでは各スタブ４E ，４Hを
インピーダンス整合がとれる適正位置に動かすことがで
きないので、ステップＳ１０以降の各スタブ４E ，４H
の再設定処理に移る。このステップＳ９は、請求項４に
記載の発明の過程（４）に相当する。
｜が急激に変動したか否かを常に監視しており、急激な
変動がない場合はステップＳ８による自動チューニング
過程を継続する。一方、反射係数の絶対値｜Γ｜が急激
に変動した場合は、図１７において説明したように、も
はや通常の自動チューニングでは各スタブ４E ，４Hを
インピーダンス整合がとれる適正位置に動かすことがで
きないので、ステップＳ１０以降の各スタブ４E ，４H
の再設定処理に移る。このステップＳ９は、請求項４に
記載の発明の過程（４）に相当する。
【００９９】ステップＳ１０では、反射係数の絶対値｜
Γ｜が急激に変動した後の反射係数の絶対値｜Γ｜とそ
の位相θを計測する。このステップＳ１０は、請求項４
に記載の発明の過程（５）に相当する。
Γ｜が急激に変動した後の反射係数の絶対値｜Γ｜とそ
の位相θを計測する。このステップＳ１０は、請求項４
に記載の発明の過程（５）に相当する。
【０１００】ステップＳ１１では、ステップＳ１０で計
測された位相θを、そのマイクロ波回路の実対称軸Ｘ’
を基準とした位相に補正する。補正された位相θ”は次
の式によって得られる。 θ”＝（−３６０°）−θE ’＋θ 上式において、θは計測された位相、θE ’はステップ
Ｓ３で求められた実対称軸の角度である。なお、ここで
は角度の方向を合わせるために、上式の右辺に（−３６
０°）を加えている。
測された位相θを、そのマイクロ波回路の実対称軸Ｘ’
を基準とした位相に補正する。補正された位相θ”は次
の式によって得られる。 θ”＝（−３６０°）−θE ’＋θ 上式において、θは計測された位相、θE ’はステップ
Ｓ３で求められた実対称軸の角度である。なお、ここで
は角度の方向を合わせるために、上式の右辺に（−３６
０°）を加えている。
【０１０１】ステップＳ１２では、ステップＳ１０で計
測された反射係数の絶対値｜Γ｜と、ステップＳ１１で
得られた補正位相θ”を、上述した（24) ないし（30)
式に示した近似関数に与えることにより、各スタブ
４E ，４H がスタブ基準位置にあるときの反射係数の絶
対値｜ΓS ’｜とその位相θS ’を算出する。なお、
（24) ないし（30) 式中の位相θの値としては、上記の
補正位相θ”の値を与える。このステップＳ１２は、請
求項５に記載の発明に相当する。
測された反射係数の絶対値｜Γ｜と、ステップＳ１１で
得られた補正位相θ”を、上述した（24) ないし（30)
式に示した近似関数に与えることにより、各スタブ
４E ，４H がスタブ基準位置にあるときの反射係数の絶
対値｜ΓS ’｜とその位相θS ’を算出する。なお、
（24) ないし（30) 式中の位相θの値としては、上記の
補正位相θ”の値を与える。このステップＳ１２は、請
求項５に記載の発明に相当する。
【０１０２】（24) ないし（30) 式において、反射係数
の絶対値が急激に変動したときのＥ面スタブ４E の位置
に対応する円中心角度θE は次のようにして得られる。
まず、ステップＳ１で求めたＥ面スタブの位置と円中心
角度との関係に、反射係数の絶対値が急激に変動したと
きのＥ面スタブ４E の位置を与えて円中心角度を求め
る。この円中心角度は基準導波管の場合に対応している
ので、任意長さの導波管の場合には、さらにこの円中心
角度から、ステップＳ２で求めたＥ実位相θE0’とＥ基
準位相θE0との差分（θE0’−θE0）を差し引いた値を
円中心角度θE とする。
の絶対値が急激に変動したときのＥ面スタブ４E の位置
に対応する円中心角度θE は次のようにして得られる。
まず、ステップＳ１で求めたＥ面スタブの位置と円中心
角度との関係に、反射係数の絶対値が急激に変動したと
きのＥ面スタブ４E の位置を与えて円中心角度を求め
る。この円中心角度は基準導波管の場合に対応している
ので、任意長さの導波管の場合には、さらにこの円中心
角度から、ステップＳ２で求めたＥ実位相θE0’とＥ基
準位相θE0との差分（θE0’−θE0）を差し引いた値を
円中心角度θE とする。
【０１０３】同様に、反射係数の絶対値が急激に変動し
たときのＨ面スタブの位置に対応する円中心角度θ
H は、ステップＳ１で求めたＨ面スタブの位置と円中心
角度との関係に、反射係数の絶対値が急激に変動したと
きのＨ面スタブ４H の位置を与えて円中心角度を求め、
さらにこの円中心角度から、ステップＳ２で求めたＨ実
位相θH0’とＨ基準位相θH0との差分（θH0’−θH0）
を差し引いた値を円中心角度θH とする。
たときのＨ面スタブの位置に対応する円中心角度θ
H は、ステップＳ１で求めたＨ面スタブの位置と円中心
角度との関係に、反射係数の絶対値が急激に変動したと
きのＨ面スタブ４H の位置を与えて円中心角度を求め、
さらにこの円中心角度から、ステップＳ２で求めたＨ実
位相θH0’とＨ基準位相θH0との差分（θH0’−θH0）
を差し引いた値を円中心角度θH とする。
【０１０４】上述したステップＳ１２の演算処理によっ
て、各スタブ４E ，４H がスタブ基準位置にあるときの
反射係数の絶対値｜ΓS ’｜とその位相θS ’を算出す
ると、ステップＳ６にもどり、前記反射係数の絶対値｜
ΓS ’｜とその位相θS ’に基づいて、各スタブ４E ，
４H の適正位置を算出し、続いてステップＳ７で選択さ
れた適正位置にスタブ４E ，４H を設定する。以上の処
理により、各スタブ４ E ，４H の再設定が完了し、以
後、ステップＳ８の通常の自動チューニングに移行す
る。
て、各スタブ４E ，４H がスタブ基準位置にあるときの
反射係数の絶対値｜ΓS ’｜とその位相θS ’を算出す
ると、ステップＳ６にもどり、前記反射係数の絶対値｜
ΓS ’｜とその位相θS ’に基づいて、各スタブ４E ，
４H の適正位置を算出し、続いてステップＳ７で選択さ
れた適正位置にスタブ４E ，４H を設定する。以上の処
理により、各スタブ４ E ，４H の再設定が完了し、以
後、ステップＳ８の通常の自動チューニングに移行す
る。
【０１０５】本発明は上述の実施例に限らず、以下のよ
うに変更実施することができる。 （１）上述の実施例では、図１１，図１２に示した各ス
タブ４E ，４H の位置と円中心角度との関係を正接関数
で近似したが、これらの関係を、いわゆるルックアップ
テーブルの形態で記憶しておき、このルックアップテー
ブルに円中心角度を与えることにより、各スタブ４E ，
４H の位置を直接的に読み出すようにしてもよい。
うに変更実施することができる。 （１）上述の実施例では、図１１，図１２に示した各ス
タブ４E ，４H の位置と円中心角度との関係を正接関数
で近似したが、これらの関係を、いわゆるルックアップ
テーブルの形態で記憶しておき、このルックアップテー
ブルに円中心角度を与えることにより、各スタブ４E ，
４H の位置を直接的に読み出すようにしてもよい。
【０１０６】（２）チューニングしようとする任意長さ
の導波管を備えたマイクロ波回路について、各スタブ４
E ，４H の位置と円中心角度の関係や、スミスチャート
上の対称軸を計測するようにすれば、上述の実施例で説
明したような、基準導波管を備えたマイクロ波回路につ
いて各スタブ４E ，４H の位置と円中心角度の関係など
を求めておく必要はない。
の導波管を備えたマイクロ波回路について、各スタブ４
E ，４H の位置と円中心角度の関係や、スミスチャート
上の対称軸を計測するようにすれば、上述の実施例で説
明したような、基準導波管を備えたマイクロ波回路につ
いて各スタブ４E ，４H の位置と円中心角度の関係など
を求めておく必要はない。
【０１０７】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば次の効果を奏する。請求項１に記載の発明によ
れば、Ｅ面スタブおよびＨ面スタブが共にスタブ基準位
置にあるときの反射係数の絶対値とその位相を計測する
ことによって、インピーダンスが整合する各スタブの適
正位置を求めることができるので、マイクロ波回路の自
動チューニングにあたり、各スタブの初期設定を迅速に
行なうことができる。
によれば次の効果を奏する。請求項１に記載の発明によ
れば、Ｅ面スタブおよびＨ面スタブが共にスタブ基準位
置にあるときの反射係数の絶対値とその位相を計測する
ことによって、インピーダンスが整合する各スタブの適
正位置を求めることができるので、マイクロ波回路の自
動チューニングにあたり、各スタブの初期設定を迅速に
行なうことができる。
【０１０８】請求項２に記載の発明によれば、Ｅ面スタ
ブおよびＨ面スタブが共にスタブ基準位置にあるときの
反射係数の絶対値とその位相を、予め設定した第１およ
び第２の関数に与えることによって、インピーダンスが
整合する各スタブの適正位置を簡単に求めることができ
る。
ブおよびＨ面スタブが共にスタブ基準位置にあるときの
反射係数の絶対値とその位相を、予め設定した第１およ
び第２の関数に与えることによって、インピーダンスが
整合する各スタブの適正位置を簡単に求めることができ
る。
【０１０９】請求項３に記載の発明によれば、基準導波
管を備えたマイクロ波回路について、各スタブの位置と
円中心角度との関係を計測しておけば、任意長さの導波
管を備えたマイクロ波回路をチューニングするにあた
り、その都度、上記の関係を計測する必要がないので、
各スタブの初期設定を一層迅速に行なうことができる。
管を備えたマイクロ波回路について、各スタブの位置と
円中心角度との関係を計測しておけば、任意長さの導波
管を備えたマイクロ波回路をチューニングするにあた
り、その都度、上記の関係を計測する必要がないので、
各スタブの初期設定を一層迅速に行なうことができる。
【０１１０】請求項４に記載の発明によれば、外的影響
で負荷が急激に変動した場合に、そのときの反射係数の
絶対値とその位相を計測することに基づき、インピーダ
ンスが整合する各スタブの適正位置を求めることができ
る。つまり、各スタブをスタブ基準位置に戻さなくて
も、各スタブの適正位置を求めることができるので、負
荷が急激に変動した場合に各スタブの再設定を迅速に行
なうことができる。
で負荷が急激に変動した場合に、そのときの反射係数の
絶対値とその位相を計測することに基づき、インピーダ
ンスが整合する各スタブの適正位置を求めることができ
る。つまり、各スタブをスタブ基準位置に戻さなくて
も、各スタブの適正位置を求めることができるので、負
荷が急激に変動した場合に各スタブの再設定を迅速に行
なうことができる。
【０１１１】請求項５に記載の発明によれば、外的影響
で負荷が急激に変動した場合に、そのときの反射係数の
絶対値とその位相を近似関数に与えることにより、各ス
タブがスタブ基準位置にあるときの反射係数の絶対値と
その位相を簡単に求めることができる。
で負荷が急激に変動した場合に、そのときの反射係数の
絶対値とその位相を近似関数に与えることにより、各ス
タブがスタブ基準位置にあるときの反射係数の絶対値と
その位相を簡単に求めることができる。
【図１】本発明方法を用いたマイクロ波回路の概略構成
を示すブロック図である。
を示すブロック図である。
【図２】スタブ整合器の外観斜視図である。
【図３】スタブ整合器の断面図である。
【図４】実施例に係るチューニング方法の手順を示した
フローチャートである。
フローチャートである。
【図５】実施例に係るチューニング方法の手順を示した
フローチャートである。
フローチャートである。
【図６】Ｅ面スタブを固定して、Ｈ面スタブを動かした
ときのインピーダンスの円軌跡群の一例を示した図であ
る。
ときのインピーダンスの円軌跡群の一例を示した図であ
る。
【図７】Ｅ面スタブを固定して、Ｈ面スタブを動かした
ときのインピーダンスの円軌跡群のその他の例を示した
図である。
ときのインピーダンスの円軌跡群のその他の例を示した
図である。
【図８】Ｅ面スタブを固定して、Ｈ面スタブを動かした
ときのインピーダンスの円軌跡群のその他の例を示した
図である。
ときのインピーダンスの円軌跡群のその他の例を示した
図である。
【図９】Ｅ面スタブを固定して、Ｈ面スタブを動かした
ときのインピーダンスの円軌跡群のその他の例を示した
図である。
ときのインピーダンスの円軌跡群のその他の例を示した
図である。
【図１０】Ｈ面スタブを固定して、Ｅ面スタブを動かし
たときのインピーダンスの円軌跡群の一例を示した図で
ある。
たときのインピーダンスの円軌跡群の一例を示した図で
ある。
【図１１】Ｅ面スタブの位置と円中心角度との関係を示
したグラフである。
したグラフである。
【図１２】Ｈ面スタブの位置と円中心角度との関係を示
したグラフである。
したグラフである。
【図１３】本発明の原理を説明するための図である。
【図１４】本発明の原理を説明するための図である。
【図１５】本発明の原理を説明するための図である。
【図１６】本発明の原理を説明するための図である。
【図１７】従来例の問題点の説明に供するグラフであ
る。
る。
１…方形導波管 ２E ，２H …スタブ整合器 ４E …Ｅ面スタブ ４H …Ｈ面スタブ １１…マイクロ波電源 １２…マイクロ波発生器 １３…負荷 １４…アイソレータ １５…方向性結合器 １６…パワーメーター １７…コントローラ １９…アンテナ
Claims (5)
- 【請求項１】 マイクロ波発生器と負荷とを結ぶ方形導
波管の途中に、その導波管の直交する二壁面から分岐さ
せた分岐管を設け、一方の分岐管内にＥ面スタブを、他
方の分岐管にＨ面スタブを、それぞれ摺動自在に挿入
し、各スタブの位置を調整することによりインピーダン
ス整合をとるようにしたマイクロ波回路の自動チューニ
ング方法において、 （１）Ｅ面スタブおよびＨ面スタブが共に前記方形導波
管の内面と面一になる位置（以下、スタブ基準位置とい
う）にあるときの反射係数の絶対値とその位相を計測す
る過程と、 （２）前記過程（１）で計測した反射係数の絶対値とそ
の位相に基づいて、インピーダンスが整合するＥ面スタ
ブおよびＨ面スタブの各位置を求める過程と、 （３）前記過程（２）で求められた各位置にＥ面スタブ
およびＨ面スタブを移動させて、マイクロ波発生器と負
荷とのインピーダンス整合をとる過程と、 を含み、 前記過程（２）は実質的に以下の（ａ）ないし（ｇ）の
過程、すなわち（ａ）Ｅ面スタブを種々の位置に固定
し、前記固定したＥ面スタブの各位置ごとに、Ｈ面スタ
ブを可動範囲全域に動かすことにより得られる、前記Ｅ
面スタブの各位置ごとのスミスチャート上のインピーダ
ンスの円状軌跡（以下、円軌跡という）において、Ｅ面
スタブの各位置と、前記各円軌跡の中心とスミスチャー
ト上の原点とを結ぶ線分の角度（以下、円中心角度とい
う）との対応関係を予め求めておき、同様にＨ面スタブ
を種々の位置に固定し、前記固定したＨ面スタブの各位
置ごとに、Ｅ面スタブを可動範囲全域に動かすことによ
って、Ｈ面スタブの各位置とそのときの円中心角度との
対応関係を予め求めておく過程と、 （ｂ）前記過程（ａ）で求めたＥ面スタブまたはＨ面ス
タブの少なくとも一方の円軌跡群について、前記Ｅ面ス
タブとＨ面スタブが共にスタブ基準位置にあるときのイ
ンピーダンスに対応するスミスチャート上の点と、前記
円軌跡群の共通する交点とが線対称になるスミスチャー
ト上の対称軸を予め求めておく過程と、 （ｃ）前記過程（１）で計測した反射係数の絶対値とそ
の位相で決まるスミスチャート上の点（以下、初期イン
ピーダンス点という）と、前記過程（ｂ）で求めた対称
軸とを使って、前記対称軸を挟んで前記初期インピーダ
ンス点と線対称になるスミスチャート上の点（以下、線
対称点という）を求める過程と、 （ｄ）前記線対称点と、スミスチャート上の原点である
整合点とを通り、かつ、スミスチャート上で反射係数の
絶対値が『１』である円と接する、二つの円を求める過
程と、 （ｅ）前記二つの円の中心と、スミスチャート上の原点
を結ぶ線分の角度をそれぞれ求める過程と、 （ｆ）前記過程（ａ）で求めたＥ面スタブの位置と円中
心角度との関係を参照し、前記過程（ｅ）で求めた一方
の線分の角度に対応するＥ面スタブの位置を求める過程
と、 （ｇ）前記過程（ａ）で求めたＨ面スタブの位置と円中
心角度との関係を参照し、前記過程（ｅ）で求めた他方
の線分の角度に対応するＨ面スタブの位置を求める過程
と、 を含む処理であることを特徴とするマイクロ波回路の自
動チューニング方法。 - 【請求項２】 請求項１に記載の方法において、 前記過程（２）における処理は、前記過程（ａ）で求め
たＥ面スタブの位置と円中心角度との関係、およびＨ面
スタブの位置と円中心角度との関係を、それぞれ近似す
ることに基づいて得られた二つの関数、すなわち、両ス
タブが共にスタブ基準値にあるときの反射係数の絶対値
およびその位相と、インピーダンスが整合するＥ面スタ
ブの位置とを関係付けた第１の関数と、前記反射係数の
絶対値およびその位相と、インピーダンスが整合するＨ
面スタブの位置とを関係付けた第２の関数とに、前記過
程（１）で計測した反射係数の絶対値とその位相をそれ
ぞれ与えることによって、実質的に前記過程（ａ）ない
し（ｇ）を実行して、インピーダンスが整合するＥ面ス
タブおよびＨ面スタブの各位置を求めるものであること
を特徴とするマイクロ波回路の自動チューニング方法。 - 【請求項３】 請求項１または２に記載の方法におい
て、 前記過程（ａ）は以下の（ａ１）ないし（ａ３）の過
程、すなわち、 （ａ１）基準となる長さをもった方形導波管（以下、基
準導波管という）を備えたマイクロ波回路について、Ｅ
面スタブの位置と円中心角度との関係、およびＨ面スタ
ブの位置と円中心角度との関係を予め計測しておくとと
もに、Ｅ面スタブを所定位置に固定してＨ面スタブを動
かしたときの円軌跡の円中心角度（以下、Ｅ基準位相と
いう）と、Ｈ面スタブを所定位置に固定してＥ面スタブ
を動かしたときの円軌跡の円中心角度（以下、Ｈ基準位
相という）とを予め求めておく過程と、 （ａ２）前記基準導波管とは長さの異なる任意長さの方
形導波管を備えたマイクロ波回路の自動チューニングを
行なうにあたり、そのマイクロ波回路のＥ面スタブを、
前記Ｅ基準位相を求めたときのＥ面スタブと同じ位置に
固定してＨ面スタブを動かしたときに、反射係数の絶対
値が略『１』になる点の位相（以下、Ｅ実位相という）
と、そのマイクロ波回路のＨ面スタブを、前記Ｈ基準位
相を求めたときのＨ面スタブと同じ位置に固定してＥ面
スタブを動かしたときに、反射係数の絶対値が略『１』
になる点の位相（以下、Ｈ実位相という）とを、少なく
ともいずれか一方の実位相を計測することにより求める
過程と、 （ａ３）基準導波管を備えたマイクロ波回路について求
めたＥ面スタブと円中心角度との関係を、前記Ｅ実位相
と前記Ｅ基準位相との差分に相当する角度分だけ補正す
ることにより、前記任意長さの方形導波管を備えたマイ
クロ波回路のＥ面スタブと円中心角度との関係を求め、
同様に、基準導波管を備えたマイクロ波回路について求
めたＨ面スタブと円中心角度との関係を、前記Ｈ実位相
と前記Ｈ基準位相との差分に相当する角度分だけ補正す
ることにより、前記任意長さの方形導波管を備えたマイ
クロ波回路のＨ面スタブと円中心角度との関係を求める
過程と、 を含み、 前記過程（ｂ）は以下の（ｂ１）ないし（ｂ２）の過
程、すなわち、 （ｂ１）前記基準導波管を備えたマイクロ波回路につい
て、前記Ｅ基準位相またはＨ基準位相の少なくともいず
れか一方の基準位相に対する、その基準導波管を備えた
マイクロ波回路のスミスチャート上の対称軸（以下、基
準対称軸という）の変位角度を予め求めておく過程と、 （ｂ２）前記任意長さの方形導波管を備えたマイクロ波
回路の自動チューニングを行なうにあたり、前記変位角
度を求めたときの基準位相に対応する実位相から、前記
基準対称軸の変位角度を差し引くことにより、そのマイ
クロ波回路のスミスチャート上の実際の対称軸（以下、
実対称軸という）を求める過程と、 を含み、 前記過程（ｃ）では過程（ｂ２）で求めた実対称軸を使
って線対称点を求め、 前記過程（ｆ）では、過程（ａ３）で補正したＥ面スタ
ブと円中心角度との関係を用いてＥ面スタブの位置を求
め、 前記過程（ｇ）では、同様に過程（ａ３）で補正したＨ
面スタブと円中心角度との関係を用いてＨ面スタブの位
置を求めることを特徴とするマイクロ波回路の自動チュ
ーニング方法。 - 【請求項４】 請求項１ないし３のいずれかに記載の方
法において、さらに以下の（４）ないし（７）の過程、
すなわち、 （４）前記過程（１）ないし（３）によって、Ｅ面スタ
ブおよびＨ面スタブの位置を初期設定した後、反射係数
の絶対値が小さくなる方向に両スタブの位置を制御しな
がらマイクロ波回路を作動させている期間中に、反射係
数の絶対値が急激に変動したかを監視する過程と、 （５）前記過程（４）で反射係数の絶対値が急激に変動
したことが検出されると、そのときの反射係数の絶対値
とその位相を計測する過程と、 （６）前記計測された反射係数の絶対値とその位相とに
基づいて、Ｅ面スタブおよびＨ面スタブが共にスタブ基
準位置にあるときの反射係数の絶対値とその位相を新た
に求める過程と、 （７）前記過程（６）で求めた反射係数の絶対値とその
位相を使って前記過程（２）ないし過程（３）を実行す
ることにより、インピーダンス整合がとれる位置にＥ面
スタブおよびＨ面スタブを移動させる過程とを含み、 前記過程（６）は実質的に以下の（ｈ）ないし（ｊ）の
過程、すなわち、 （ｈ）前記過程（ａ）で求めたＥ面スタブの位置と円中
心角度との関係と、同じくＨ面スタブの位置と円中心角
度との関係を参照することにより、前記反射係数が急激
に変動したときのＥ面スタブの位置に対応する円中心角
度と、同じくＨ面スタブの位置に対応する円中心角度と
を求める過程と、 （ｉ）前記過程（ｈ）で求めたＥ面スタブの位置に対応
した円中心角度をもち、かつ、スミスチャート上で反射
係数の絶対値が『１』である円に接するとともに、前記
過程（５）で計測した反射係数の絶対値およびその位相
に対応するスミスチャート上の点を通る第１の円と、同
様に前記過程（ｈ）で求めたＨ面スタブの位置に対応し
た円中心角度をもち、かつ、スミスチャート上で反射係
数の絶対値が『１』である円に接するとともに、前記過
程（５）で計測した反射係数の絶対値およびその位相に
対応するスミスチャート上の点を通る第２の円とを求め
る過程と、 （ｊ）前記第１および第２の円の二つの交点のうち、過
程（５）で計測した反射係数の絶対値およびその位相に
対応するスミスチャート上の一方の交点とは異なる他方
の交点に対して、前記過程（ｂ）で求めた対称軸を挟ん
で線対称となるスミスチャート上のインピーダンス点を
求め、このインピーダンス点から、Ｅ面スタブおよびＨ
面スタブが共にスタブ基準位置にあるときの反射係数の
絶対値およびその位相を新たに求める過程と、 を含む処理であることを特徴とするマイクロ波回路の自
動チューニング方法。 - 【請求項５】 請求項４に記載の方法において、 前記過程（６）における処理は、過程（ａ）で求めたＥ
面スタブの位置と円中心角度との関係、およびＨ面スタ
ブの位置と円中心角度との関係に基づいて得られる、反
射係数の絶対値が急激に変動したときの反射係数の絶対
値とその位相と、Ｅ面スタブおよびＨ面スタブが共にス
タブ基準位置にあるときの反射係数の絶対値とその位相
とを関係付けた近似関数に、前記反射係数の絶対値が急
激に変動したときのＥ面スタブの位置に対応する円中心
角度と、同じくＨ面スタブの位置に対応する円中心角度
と、前記反射係数の絶対値が急激に変動したときの反射
係数の絶対値とその位相をそれぞれ与えることによっ
て、実質的に前記過程（ｈ）ないし（ｊ）を実行して、
Ｅ面スタブおよびＨ面スタブが共にスタブ基準位置にあ
るときの反射係数の絶対値およびその位相を求めるもの
であることを特徴とするマイクロ波回路の自動チューニ
ング方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP08279275A JP3107757B2 (ja) | 1996-10-22 | 1996-10-22 | マイクロ波回路の自動チューニング方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP08279275A JP3107757B2 (ja) | 1996-10-22 | 1996-10-22 | マイクロ波回路の自動チューニング方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10126113A true JPH10126113A (ja) | 1998-05-15 |
| JP3107757B2 JP3107757B2 (ja) | 2000-11-13 |
Family
ID=17608902
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP08279275A Expired - Fee Related JP3107757B2 (ja) | 1996-10-22 | 1996-10-22 | マイクロ波回路の自動チューニング方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3107757B2 (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002170700A (ja) * | 2000-11-30 | 2002-06-14 | Japan Atom Energy Res Inst | 負イオン中性粒子入射装置の制御装置及び制御方法 |
| KR100687421B1 (ko) | 2005-10-27 | 2007-02-26 | 주식회사 에이스테크놀로지 | 반사파의 위상을 이용한 필터의 튜닝 장치 및 그 방법과그에 의해 튜닝된 필터 |
| JP2007227069A (ja) * | 2006-02-22 | 2007-09-06 | Noritsu Koki Co Ltd | プラズマ発生方法および装置ならびにそれを用いるワーク処理装置 |
| JP2007227201A (ja) * | 2006-02-24 | 2007-09-06 | Noritsu Koki Co Ltd | プラズマ発生装置及びワーク処理装置 |
| WO2009090938A1 (ja) * | 2008-01-15 | 2009-07-23 | Noritsu Koki Co., Ltd. | 方向性結合回路基板、方向性結合器、及びプラズマ発生装置 |
-
1996
- 1996-10-22 JP JP08279275A patent/JP3107757B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002170700A (ja) * | 2000-11-30 | 2002-06-14 | Japan Atom Energy Res Inst | 負イオン中性粒子入射装置の制御装置及び制御方法 |
| KR100687421B1 (ko) | 2005-10-27 | 2007-02-26 | 주식회사 에이스테크놀로지 | 반사파의 위상을 이용한 필터의 튜닝 장치 및 그 방법과그에 의해 튜닝된 필터 |
| JP2007227069A (ja) * | 2006-02-22 | 2007-09-06 | Noritsu Koki Co Ltd | プラズマ発生方法および装置ならびにそれを用いるワーク処理装置 |
| JP2007227201A (ja) * | 2006-02-24 | 2007-09-06 | Noritsu Koki Co Ltd | プラズマ発生装置及びワーク処理装置 |
| WO2009090938A1 (ja) * | 2008-01-15 | 2009-07-23 | Noritsu Koki Co., Ltd. | 方向性結合回路基板、方向性結合器、及びプラズマ発生装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3107757B2 (ja) | 2000-11-13 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP7305095B2 (ja) | プラズマ性能を制御するための方法及びシステム | |
| US10475624B2 (en) | High-frequency power supply device, and control method for high-frequency power supply device | |
| US6259334B1 (en) | Methods for controlling an RF matching network | |
| JP2986166B2 (ja) | マイクロ波回路のインピーダンス自動調整装置及びインピーダンス自動調整方法 | |
| US8018164B2 (en) | Plasma reactor with high speed plasma load impedance tuning by modulation of different unmatched frequency sources | |
| US7967944B2 (en) | Method of plasma load impedance tuning by modulation of an unmatched low power RF generator | |
| TWI558273B (zh) | 具有射頻相位控制之感應耦合電漿反應器及其使用方法 | |
| KR100775881B1 (ko) | 플라즈마 처리 장치 및 그 제어 방법 | |
| US20090297404A1 (en) | Plasma reactor with high speed plasma impedance tuning by modulation of source power or bias power | |
| KR102620583B1 (ko) | 플라즈마 처리 장치 | |
| JP3183914B2 (ja) | インピーダンス自動整合装置 | |
| KR102570373B1 (ko) | 마이크로파 출력 장치 및 플라즈마 처리 장치 | |
| JP3107757B2 (ja) | マイクロ波回路の自動チューニング方法 | |
| KR20160110207A (ko) | 마이크로파 자동 정합기 및 플라즈마 처리 장치 | |
| CN110233315A (zh) | 移相度补偿装置、移相度补偿系统及方法 | |
| KR102348338B1 (ko) | 펄스형 가변 주파수 rf 발생기의 구동 주파수 제어 방법 | |
| US20190267216A1 (en) | Microwave output device and plasma processing apparatus | |
| JP2779479B2 (ja) | プラズマ発生用マイクロ波回路の自動チューニング方法及び装置 | |
| US10812036B2 (en) | Matching box and matching method | |
| JP3670188B2 (ja) | インピーダンス整合器 | |
| JP2775656B2 (ja) | 成膜装置 | |
| US11209515B2 (en) | Method of determining correction function | |
| JPH03174802A (ja) | プラズマ発生用マイクロ波回路の自動チューニング装置 | |
| JP2004007248A (ja) | 電気長可変器 | |
| JPH032688A (ja) | フェーズドアレイレーダ |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |