JPS60165817A - 同調装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 この発明は、ラジオ、テレビジョンの受信機および送信
機、その他通信機全般に用いることができる同調装置に
関するものである。

従来例の構成とその問題点 近年、ラジオおよびテレビジョンの放送電波または通信
機の通信電波の数が増加する傾向にあり、受信または送
信を行う信号の周波数を選択する同調装置の性能につい
ては高い安定性と信頼性が必要とされるようになってき
ている。一方、同調装置を設置するそれらの受信機、送
信機および通信機における周波数調整を含む製造コスト
の低減も重要な課題であり、特に合理化が極めて困難な
高周波同調回路部の構成について抜本的な新技術の開発
が必要とされている。

以下図面を参照しながら従来の同調装置について説明す
る。第１図は基本的な同調回路であり、１はインダクタ
、２はキャパシタである。そして、それらインダクタ１
とキャパシタ２からなる並列共振回路３にて構成される
同調装置は、従来においては第２図もしくは第３図に示
すような部品による構成で実現されていた。すなわち第
２図に示すように、インダクタ部品４とキャパシタ部品
５のそれぞれ別個の部品が回路導体６および７によって
接続されて同調装置を構成していた。また第３図に示す
ような別の方法として、板状の誘電体８の表面に平面イ
ンダクタ９を設置して、さらに対向する電極１０および
１１それぞれよりなるキャパシタ１２を設置し、それぞ
れ別個のインダクタ９とキャパシタ１２が回路導体１３
および１４によって接続されて同調装置を構成していた
。

しかしながら、上記のような構成においては、同調装置
における同調周波数を遠隔制御するために、同調装置を
構成するそれぞれの同調部品を遠隔設置することが不可
能である。すなわち、それぞれの同調部品を遠隔設置す
ることによって接続リードが延長し、それによってスト
レイキャパシタおよびリードインダクタンスが不確定と
なり、同調周波数を安定させることができない。したが
って、同調周波数精度が著しく劣化し、同調周波数精度
の高い同調装置を実現することは不可能であるという問
題を有していた。

発明の目的 この発明は、同調部に付加するインピーダンス素子を遠
隔設置しても同調動作が安定であり、かつその付加する
インピーダンス素子におけるリアクタンスの性質を反転
させながら同調周波数を遠隔制御することが可能な同調
装置を提供することを目的とするものである。

発明の構成 上記目的を達成するために、この発明は同調部に対し同
調周波数におけるほぼλ／４電気長の奇数倍に等しい長
さを有する伝送路を介してリアクタンス素子を接続する
ようにした構成であり、これによりλ／４電気長の奇数
倍に等しい長さを有する伝送路およびそれに接続される
リアクタンス素子の組合せでインピーダンス変換機能を
呈するようにし、それによって実現される被変換リアク
タンス素子が有するリアクタンスと反対の性質を有する
変換されたリアクタンスを等測的に同調部に対して並列
または直列に作用させるものである、実施例の説明 以下、この発明の実施例における同調装置について図面
を参照しながら説明する。

それぞれの実施例において、同開部としてはインダクタ
およびキャパシタによりなる並列共振回路を代表的に示
して以下に説明する。

第４図はこの発明の第１の実施例における同調装置の回
路図を示すものである。図において、１５は同調部であ
り、それに対してλ／４電気長の同軸ケーブル１６を介
して被変換キャパシタ１７が接続されてなるインピーダ
ンス変換器１８が接続設置される。

第５図はこの発明の第２の実施例における同調装置の回
路図を示すものである。図において、１９は同調部であ
り、それに対してλ／４電気長の同軸ケーブル２０を介
して被変換可変キャパシタ２１が接続されてなるインピ
ーダンス変換器２２が接続設置される。

第６図はこの発明の第３の実施例における同調装置の回
路図を示すものである。図において、２３は同調部であ
り、それに対してλ／４電気長の同軸ケーブル２４を介
して被変換電圧可変キャパシタ２５が接続されてなるイ
ンピーダンス変換器２６が接続設置される。

第７図はこの発明の第４の実施例における同調装置の回
路図を示すものである。図において、２７は同国部であ
り、それに対してλ／４電気長の同軸ケーブル２８を介
して被変換インダクタ２９が接続されてなるインピーダ
ンス変換器３０が接続設置される。

第８図はこの発明の第５の実施例における同調装置の回
路図を示すものである。図において、３１は同調部であ
り、それに対してλ／４電気長の同軸ケーブル３２を介
して被変換可変インダクタ３３が接続されてなるインピ
ーダンス変換器３４が接続設置される。

第９図はこの発明の第６の実施例における同調装置の回
路図を示すものである。図において、３５は同調部であ
り、それに対してλ／４電気長の同軸ケーブル３６を介
して被変換電流可変インダクタ３７が接続されてなるイ
ンピーダンス変換器３８が接続設置される。

第１０図はこの発明の第７の実施例における同調装置の
回路図を示すものである。図において、３９は同調部で
あり、それに対して誘電体４０を介して対向設置される
電極４１および４２よりなるλ／４電気長の伝送路４３
を介して被変換キャパシタ４４が接続されてなるインピ
ーダンス変換器４５が接続設置される。

第１１図はこの発明の第８の実施例における同調装置の
回路図を示すものである。図において、４６は同調部で
あり、それに対して誘電体４７を介して対向設置される
電極４８および４９よりなるλ／４電気長の伝送路５０
を介して被変換可変キャパシタ５１が接続されてなるイ
ンピーダンス変換器５２が接続設置される。

第１２図はこの発明の第９の実施例における同調装置の
回路図を示すものである。図において、５３は同調部で
あり、それに対して誘電体５４を介して対向設置される
電極５５および５６よりなるλ／４電気長の伝送路５７
を介して被変換電圧可変キャパシタ５８が接続されてな
るインピーダンス変換器５９が接続設置される。

第１３図はこの発明の第１０の実施例における同調装置
の回路図を示すものである。図において、６０は同調部
であり、それに対して誘電体６１を介して対向設置され
る電極６２および６３よりなるλ／４電気長の伝送路６
４を介して被変換インダクタ６５が接続されてなるイン
ピーダンス変換器６６が接続設置される。

第１４図はこの発明の第１１の実施例における同調装置
の回路図を示すものである。図において、６７は同調部
であり、それに対して誘電体６８を介して対向設置され
る電極６９および７０よりなるλ／４電気長の伝送路７
１を介して被変換可変インダクタ７２が接続されてなる
インピーダンス変換器７３が接続設置される。

第１５図はこの発明の第１２の実施例における同調装置
の回路図を示すものである。図において、７４は同調部
であり、それに対して誘電体７５を介して対向設置され
る電極７６および７７よりなるλ／４電気長の伝送路７
８を介して被変換電流可変インダクタ７９が接続されて
なるインピーダンス変換器８０が接続設置される。

以上それぞれの実施例において、第４図ないし第９図に
示すものは一般の同軸ケーブルでλ／４電気長の伝送路
が容易に構成でき、第１０図ないし第１５図に示すもの
はプリント工法による薄型のλ／４電気長の伝送路が容
易に構成できる。

また、第４図、第７図、第１０図、第１３図に示すもの
は固定同調周波数の同調装置が構成でき、第５図、第８
図、第１１図、第１４図に示すものは可変同調周波数の
同調装置が構成でき、第６図。

第９図、第１２図、第１５図に示すものは電圧または電
流可変同調周波数の同調装置が構成できる。

また以上それぞれの実施例においては、インピーダンス
変換器における伝送路として電気長がλ／４のもので説
明したが、同調周波数におけるλ／４電気長の奇数倍に
等しい長さの伝送路を用いても同様の同調装置を構成す
ることが可能である。

ここで第１０図ないし第１５図のそれぞれの実施例にお
いては、伝送路として誘電体を介して一対・の電極が対
向設置されるものを用いたが、誘電体の同一面において
それぞれの電極を並設したものでも同様の同調装置を構
成することが可能であり、また誘電体の内部においてそ
れぞれの電極を対向設置したものでも同様の同調装置を
構成することが可能である。

さらにここで第４図ないし第１５図それぞれの実施例に
おいては同調部として並列共振同調器を使用したものを
示したが、直列共振同調器も同様に使用することが可能
である。

またさらに第４図ないし第１５図それぞれの実施例にお
いては、用いる伝送路の長さは厳密にλ／４電気長を必
要とするものではなく、はぼそれに等しい長さの伝送路
を用いて構成するこ、とが可能である。

なお、上記第１０図ないし第１５図それぞれの実施例に
おける伝送路電極としては金属導体、プリント金属箔導
体、厚膜印刷導体、薄膜導体などを使用することができ
、また上記それぞれの導体を異種組合せてもよい。一方
、誘電体としてはアルミナセラミック、チタン酸バリウ
ム、プラスチック。

ポリフッ化エチレン系繊維、ガラス、マイカ、樹脂系プ
リント基板などを用いることができる。

以上のように構成されたこれらの実施例の同調装置につ
いて、以下にその動作を説明する。

第１６図（ａ）〜（Ｃ１はこの発明の同調装置における
λ／４電気長のインピーダンス変換器の動作を説明する
ための等価回路およびスミス図である。第１６図（ａｌ
に示すように電気長ｌを有し、かつ先端にＺ　（７りな
る負荷が接続された伝送線路において、Ｚ＝０から負荷
側を見た正規化入力インピーダンスおよび正規化入力ア
ドミタンスは、線路が無損失の場合（γ−ｊβ）には で表すことができる。

ここで、ｌ＝λ／４　とすると β１−（２π／λ）（λ／４）−π／２・・・（３）と
なり、これにより ｔａｎ　ββ＝　ｔａｎ　π／２−ｏｏ・・・・・・　
・（４）となる。

また一方、線路の電気長ｌがλ／４の奇数倍であるとす
ると β１−（２π／λ）　（λ／４）・ｎ （ｎ−１，３，５，７，・・・）・・・（５）ｔａｎ　
βｊ！　１＝ｔａｎ　ｔｔ／　２　＝”（ｎ−１の場合
）・・・・・・・・（６）ｔａｎ　βｊ！３＝ｔａｎ３
π／２＝−−（ｎ＝３の場合）・・・・・・・・（７）
ｔａｎ　ββＢ＝ｔａｎ５π／２　＝ＯＯ（ｎ＝５の場
合）・・・・・・・・（８）となり、いずれの場合にお
いても第（１）式および第（２）式に示す正規化入力イ
ンピーダンスおよび入力アドミタンスは となる。

すなわち、ある基準面から負荷側を見た正規化入力イン
ピーダンスは、その点から電気長λ／４だけ離れた基準
面から負荷側を見た正規化入力アドミタンスに等しい。

また、ある基準面から負荷側を見た正規化入力アドミタ
ンスは、その点から電気長λ／４だけ離れた基準面より
負荷側を見た正規化入力インピーダンスに等しい。これ
によりインピーダンス変換機能を呈するものである。

以上に説明したインピーダンス変換器の動作がこの発明
におりる実施例の同調装置の動作に作用するモードを次
に示す。すなわち、それぞれの実施例におけるインピー
ダンス変換器に設置される被変換キャパシタは第１６図
（ｂ）に示ずスミス図におけるキャパシティブ・リアク
タンスを表す８Ｉの位置にあり、これがインピーダンス
変換された結果インダクタンス・リアクタンスを表ず８
２の位置に転換されるものである。また被変換キャパシ
タを変化させた場合は、すなわち被変換キャパシタンス
を増加させてキャパシティブ・リアクタンス８３に減少
移動させることによって、インピーダンス変換されるイ
ンダクタンス・リアクタンス８４に増加移動させてイン
ダクタンスを増加させることが可能である。反対に被変
換キャパシタンスを減少させてキャパシティブ・リアク
タンス８５に増加移動させることによって、インピーダ
ンス変換されるインダクタンス・リアクタンス８６に減
少移動させてインダクタンスを減少させることが可能で
ある。

また一方、それぞれの実施例におけるインピーダンス変
換器に設置される被変換インダクタは第１６図（Ｃ）に
示すスミス図におけるインダクティブ・リアクタンスを
表す８７の位置にあり、これがインピーダンス変換され
た結果キャパシティブ・リアクタンスを表す８８の位置
に転換されるものである。また被変換インダクタを変化
させた場合は、すなわち被変換インダクタンスを増加さ
せてインダクティブ・リアクタンス８９に増加移動させ
ることによって、インピーダンス変換されるキャパシテ
ィブ・リアクタンス９０に減少移動させてキャパシタン
スを減少させることが可能である。

反対に被変換インダクタンスを減少させてインダクティ
ブ・リアクタンス９１に増加移動させることによって、
インピーダンス変換されるキャパシティブ・リアクタン
ス９２に増加移動させてキャパシタンスを減少させるこ
とが可能である。

以上において説明したこの発明における実施例の同調装
置の動作によって、第４図ないし第１５図に示す実施例
の同調装置は第１７図（ａ）、　ｆｂｌに示す等価回路
で表すことができる。すなわち同調部９３または９４に
対してインピーダンス変換器９５または９６における変
換された等価インダクタンス９７または等価キャパシタ
ンス９８が並列に接続されることになり、これによって
並列共振回路を構成することが可能となる。一方、第１
７図（Ｃ１，ｆｄ＋に示すように同開部９９またば１０
０に対してインピーダンス変換器１０１または１０２に
おける変換された等価インダクタンス１０３または等価
キャパシタンス１０４が直列に接続されるようにするこ
とによって直列共振回路を構成することも可能となる。

ここで同調部それぞれに対して、まず等価インダクタン
スが並列に接続される場合には同調周波数が高い方に、
反対に等価キャパシタンスが並列に接続される場合には
同調周波数が低い方にそれぞれ変化させることが可能で
ある。また等価インダクタンスが直列に接続される場合
には同調部における同調周波数よりも高い周波数におい
て直列共振を発生させることが可能であり、反対に等価
キャパシタンスが直列に接続される場合には同調部にお
ける同調周波数よりも低い周波数において直列共振を発
生させることが可能である。

以上それぞれの実施例において、同ｍ部としてインダク
タおよびキャパシタよりなる並列共振回路を用いて説明
したが、直列共振回路を用いてもよい。またインダクク
、キャパシタ、およびレジスタのうぢいずれか任意のも
のを組合せた同調回路網を用いてもよく、また半導体素
子およびＩＣなどをそれらに付加した同調回路網を用い
てもよい。さらに誘電体共振器、クリスタル共振器、セ
ラミック共振器またはＳＡＷ共振器などの固体化同調器
を用いてもよい。

以上それぞれの実施例において、同調部として固定同調
周波数のもので説明したが、同調周波数が可変のものを
用いてもよいことはいうまでもない。また同調部を構成
する回ＩＩ８網の一部としてインピーダンス変換器を挿
入設置してもよいことはいうまでもない。

発明の効果 以上のように、この発明は、同調部に対して同調周波数
におけるほぼλ／４電気長の奇数倍に等しい長さを有す
る伝送路を介してリアクタンス素子を接続するように構
成することにより、リアクタンス素子が有するりアクタ
ンスと反対の性質を有する等価リアクタンスが同調部に
対して並列または直列に接続されるようにし、等測的に
並列共振回路または直列共振回路を構成して同調装置を
実現するようにしている。

これによって、同調制御手段における設計の自由が極め
て広範で、かつその同調側１ａｌｌ精度が著しく高く、
またその同調制御を遠隔制御することができる同調装置
を実現することができる。すなわち同調部を制御するた
めに要求される制御リアクタンスの性質に対して、設置
する被変換リアクタンス素子が有するリアクタンスの性
質と逆のイ！１質を有するリアクタンスで、同調部を制
御することができる。したがって、同開部の特質に応じ
て使用する被変換リアクタンス素子の種類がインダクタ
もしくはキャパシタのいずれかに制限を受ける場合でも
、被変換リアクタンス素子が有するりアクタンスを任意
に反転して同調部に付加するように構成しているので、
全てのりアクタンスの性質において同調部を制御するこ
とができるという優れた効果が得られる。それによって
同調装置を構成する際に使用するりアクタンス部品の種
類による制限を受けることがなく、同調装置における設
計の自由度を著しく拡大することが可能となるという優
れた効果が得られる。

またさらに、同調装置におけるそれぞれの同調部および
制御インピーダンス素子を遠隔設置しても、λ／４伝送
路のインピーダンスは安定に確保することができるので
、ストレイキャパシタおよびリードインダクタンスを確
定させることが可能である。したがって同調装置におけ
るそれぞれの同δ周部および制御インピーダンス素子を
遠隔設置しても同調周波数精度が極めて高い同調装置を
実現することができ、かつ遠隔設置したそれぞれの同調
部および制御インピーダンス素子のいずれかを可変する
ことによって同調周波数の遠隔制御が可能になるという
優れた効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は基本的な同調装置の回路図、第２図および第３
図は従来の同調装置における構成を示す斜視図、第４図
ないし第１５図はこの発明の実施例における同調装置の
回路構成図、第１６図（ａｌ〜（Ｃ）はこの発明の同調
装置における動作原理を示す説明図、第１７図（ａｌ〜
ｆｄｌはこの発明の実施例における同調装置の等価回路
図である。 １５．１９，２３．２７，３１．３５，３９゜４６．５
３，６０，６７．７４・・・同調部、１６゜２０．２４
．２５．３２．３６・・・同軸ケーブル、１８．２２，
２６，３０，３４．．３８．４５．５２．５９，６６．
７３．８０・・・インピーダンス変換器、１７，４４．
・・・被変換キャパシタ、２１゜５１・・・被変換可変
キャパシタ、２５．５８・・・被変換電圧可変キャパシ
タ、２９．６５・・・被変換インダクタ、３４．７２・
・・被変換可変インダクタ、３７゜７９・・・被変換電
流可変インダクタ、４３，５０゜５７．６４．７１．７
８・・・伝送路、４０．４７゜５４．６１．６８．７５
・・・誘電体、４１，４２゜４８．４９，５５，５６，
６２，６３，６９，７０゜７６．７７・・・電極 第１図 第２図 第３図 第４図 第５図 第６図 第７図 第８図 第９図 第１０図 第１１図 第１２図 第１３１Ａ 第１４図 第１５図 第１６図 第１７図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ｉｌｌ　同調部と、この同調部に接続したインピーダン
   ス素子と、同調周波数のほぼλ／４電気長の奇数倍に等
   しい長さを有し前記同調部と前記インピーダンス素子と
   の間に介挿接続した伝送路とを備えた同調装置。 （２）同調部としてインダクタおよびキャパシタよりな
   る直列または並列共振器を設置した特許請求の範囲第＋
   １１項記載の同調装置 （３）　同調部としてレジスタおよびキャパシタよりな
   る直列または並列共振器を設置した特許請求の範囲第（
   １）項記載の同調装置 （４）　インピーダンス素子としてリアクタンスが可変
   できるものを用いた特許請求の範囲第ｆｌ）項記載の同
   調装置。 （５）　インピーダンス素子として可変キャパシタンス
   素子または可変インダクタンス素子を用いた特許請求の
   範囲第（１１項記載の同調装置。 （６）　インピーダンス素子として電圧可変キャパシタ
   ンス素子または電流可変インダクタンス素子を用いた特
   許請求の範囲第（１）項記載の同調装置。 （７）　伝送路が同軸ケーブルである特許請求の範囲第
   （１）項記載の同調装置。 （８）伝送路が誘電体を介した一対の電極により構成さ
   れている特許請求の範囲第（１１項記載の同調装置。