JPS61186028A - 自動アンテナチユ−ナ - 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〕 本発明は無線通信機の特に送信機出力部とアンテナの中
間にそう人してインピーダンス整合を行う自動アンテナ
テ、−す忙関し、特に広帯域ま念は多バンドでの運用に
際してアンテナチューナの定数の疎調整を自動的に行う
ごとく構成することにより、手動または送信機よりのバ
ンド設定情報による疎調整の切換え操作を不要とするも
のである。

〔従来技術と問題点〕

無線通信機ではハンディ形金除き、アンテナを電波輻射
に都合の良い高所や屋外に設置するため、送信機との間
を数メートルないし数１０メートルのフィーダで接続し
ている。このフィーダではオーミック損失や誘電体損失
のほかに接続部の特性インピーダンスが異るほど電送波
の反射が生じて損失となる不整合損失が大きいので、通
常フィーダインピーダンス全５０オームとし、送信機出
力およびアンテナの特性インピーダンスも５０オームと
なるようにしている。送信機出力部はローパス形のフィ
ルタま九は整合（同調）回路となっているので整合上の
問題は少ないが、アンテナは構造上の制約とアマチュア
用途には２パンｒ、３パンドの多バンド形が用いられ、
バンド内でも周波数によるインピーダンス差があるので
、全帯域を効率良く運用するためには使用周波数ごとに
インピーダンス整合を行う必要がある。実際上はその都
度アンテナニレメンｌｔ−調整することは不可能なので
、中間にインピーダンス整合器を入れることが行われて
いる。実用的にはローノ母スフィルタまたはバンドパス
フィルタのエレメントの定数を変化することにより行な
われ、通常はコイルのタップ金切シ換えてバンド全選択
し、コンデンサ（バリコン）によりインピーダンス整合
を取る（出力最大あるいはＳ■最小に合わせる）ことに
よシ、伝送損失を最小とし、高調波を抑圧する効果があ
シ、アンテナ整合器、アンテナチューナ等と呼ばれてい
る。上記から明らかなように、アンテナ整合器はフィー
ダとアンテナの接続部にそう人することが望ましいが、
場所的に調整に不便なので、調整の不要な自動アンテナ
チューナが市販されている。これには大別して２種類が
あシ、その１はバンド設定は手動で切換え、バンド内の
微調整を自動化したものであシ、その２はバンド設定は
送信機側のバンド情報を取フ入れて疎調整（バンド切換
等）を行い、バンド内の微調整は自動化したものであっ
て、前者を半自動とすれば後者は全自動であって適用範
囲が広いが、送信機よシアンテナテ為−すにパント情報
を送るための導線が入用であシ、これはフィーダ線を利
用して供給することも可能であるが、いづれにしても、
バンド情報の伝送に関する統一規格の無い現状では全自
動アンテナチ１−すは送信機とシステムとして設計され
た組合わせ使用に限足嘔れる不便がある。

〔発明の目的〕

本発明は全自動アンテナ回路−すのバンドの自動設定に
必要なバンド情報を送信電波の周波数よル判定して最適
バンドに自動設定する方式であって、送信機とのシステ
ム設計を必要とした従来方式のアンテナ回路−すに代っ
て適応範囲の広い全自動アンテナ回路−すを提供するの
を目的とする。

〔発明の概要〕

この発明は送信機出力部とアンテナの中間にそう入して
、インピーダンス整合を行うアンテナチューナにおいて
、該アンテナチューナに入力する送信波を周波数／電圧
（以下にはｆ／Ｖと書く）変換して得念電圧値によりア
ンテナチューナの適応バンドを判定して、該アンテナチ
、−すのバンド設定を自動的に行うべくした自動アンテ
ナチューナでちゃ、以下に第１図を参照してその概要を
説明する。

第１図において、１は送信機、２はアンテナ、３は本発
明に係る自動アンテナチューナ部である。

３において、コイル３１、コンデンサ３２・３３はπマ
ツチング回路であって、入力側インピーダンスと出力側
インピーダンスが等しい場合にはコンデンサ３２と３３
の容量値は等しくなるが、インピーダンス（例えば５０
オーム）が相違する場合には入力側と出力側の容量値を
変えることによジインピーダンス整合を行うことができ
、基本的にロー・ぐスフィルタ形構成であるから高調波
を抑圧する効果もある。回路のインピーダンス整合の確
認は伝送線路に直列に入れたＳＷＲ（定在波）計３５に
よシ間接的に行っている。濡の定義および自動お計を用
いて回路インピーダンスを整合する方法については当業
者には公知の事柄であシ、本発明の適応範囲外でもある
から説明は省略するが、インピーダンスの完全整合状態
で光は１であシ、整合が外れるほどＳＷＲ値は大きくな
るものであって、アンテナ回路のＳｗＲは１．３以下で
あることが望ましく、１．５程度まで許容されることが
多いが、自動アンテナ回路−すを用いてＳＷＲ＝　２〜
３程度のアンテナを１．３以下に整合することが可能で
ある。従って単一バンドでの運用については以上の操作
だけで良いが、ＶＨＦ　−ＵＨＦのアマチ為ア通信機に
は１４４　ＭＨｚ帯と４３０　ＭＨｚ帯両用機があシ、
アンテナもこの２バンド用のものが製作式れている。Ｓ
またＨＦ帯吊用機は７バンド以上であシ、アンテナにも
３バンド用が用いられるから、アンテナ回路−すも多バ
ンド用が必要であって、コイル３１のタップをスイッチ
３４で切換えて疎調整を行い、さらにコンデンサ（バリ
コン）３２・３３によりＳｗＲを最小とする微調整を行
うことによシアンテナチューナの多バンド化を可能とし
ている。

バンド設定の疎調整について、本発明では送信電波１１
をｆ／Ｖ変換器３６により周波数と相関性のある電圧を
得てその電圧値によりバンドを判定するものであるが、
その方法としてはｂ〜変換器３６の出力電圧が予め設定
したバンドの上端基準電圧と下端基準電圧の中間にある
バンドを選択するものである。アマチェア無線帯のバン
ド周波数は第３図に示すように飛び飛びに離れておシ、
使用し得る周波数幅は極めて狭いものであるから、上記
のバンド基準電圧をバンドとバンドの中間に設定して置
けばｆｌＶ変換器３６の出力電圧がそれほど正確でなく
ても／４ンドの判定には支障が無いものである。従って
ｆ／Ｖ変換器３６は高精度のデジタル変換方式を必要と
せず、もっと簡単なアナログ変換方式でも十分に実用に
なるものであって、その構成については次の実施例で述
べる。以上によ多バンドが判定されると切換制御回路３
８に加えて、スイッチ３４を所定のバンド位置に設定す
る。スイッチ３４は２バンドの場合はリレースイッチが
簡単であるが、３バンド以上の場合は回転スイッチにし
てロータリマグネットで駆動してもよい。

中ヤリア検出回路３９は、無入力時Ｋｆ／Ｖ変換出力が
Ｏとな如、・ぐンド判定は最低ノぐンドＡと判定される
ととくなるので、キャリア検出がＯの場合には切換制御
回路３８をロックして、／４ンドが不要に切プ換わるの
を防止している。

〔発明の実施例〕

第２図にこの発明の一実施例を示す。図において、Ａは
ｂ〜変換部、旦はバンド判定部、旦は切換制御部、ｐは
キャリア検出部である。ｂ〜変換部ＡＧＣおいて、抵抗
１ａとＲｂとの接点急の出力電圧は周波数に無関係に入
力電圧をＲａとＲｈで分割した値となるが、ｂ点の出力
電圧はＸがインダクタンス表らば周波数と逆比例的に増
減し、中キノ４シタンスならば周波数と比例的に増減す
るから、ａ点電圧とｂ点電圧が一致する周波数をｆ／Ｖ
変換を希望する周波数帯の上限または下限に設定して置
けば、出力電圧差（ａ−ｂ）は周波数と比例的または逆
比例的の変化として得ることができ、１点とｂ点はブリ
ッジ回路の対角点であるから、（＆〜ｂ）の出力電圧は
実用範囲で入力電圧に無関係で周波数のみに依存すると
考えてよい。ただし高周波電圧では取扱いく不便なので
、ダイオードＤＩ、Ｄ２で整流して直流電圧とし、差動
増幅器Ｑｌの入力に加えて（ａ−ｂ）の直流電圧ｖ。

を出力する。第３図はｆΔ変換器の入力周波数と出力電
圧との関係を説明するグラフであシ、ｆ／Ｖは直線で示
しであるが、本発明の目的には直線でなくてもきしつか
え無い。

バンド判定部旦は３バンド用アンテナに合わせて３つの
バンドが判定できる構成であシ、バンド基準電圧Ｖｌ　
　ｒ　Ｖ２は３個の可変抵抗器ＶＲＩ　、　ＶＢ２　ｒ
ＶＲ３によシ設定され、ル〜出力電圧Ｖ、がＶＲＩとＶ
Ｂ２の接点の電圧Ｖ！　よシ小さければ（４）バンド、
ＶＢ２とＶＢ２　の接点の電圧ｖ２とｖｌとの中間であ
れば（Ｂ）バンド、ｖ２よシ大きければ（Ｑバンドと判
定するのであって、電圧の大小の比較は直流電　　　゛
圧コンノぐレータＱ２１Ｑ！で行うが、Ｑ２＃Ｑ３には
Ｒ１とＲ，による正帰還を掛けて出力電圧値にヒステリ
シスを持たせることによシ、アマチ為ア無線以外の用途
でＶ、と基準電圧が近接する場合のバンド切換点付近の
不安定現象を除く効果がある。

切換制御回路のＱ４　　、Ｑｓ　　、Ｑｓは排他的ＯＲ
？−）でありて、Ｑ４はＱ２出力とＨレベル、Ｑ８はＱ
２出力とＱ３出力、ＱｓはＱ３出力とＬレベルを入力す
ることによシ、バンド■入力時にはＱ４出力がＨ、バン
ド■入力時にはＱｓ比出力Ｈ、バンド■入力時にはＱ６
出力がＨとなシ（その他はＬ）！子スイッチＱ７　　＋
ＱＢ　　＋Ｑｓを通してリレＲＬｌ　＋　ＲＲ２＋　Ｒ
Ｌｓ　　を駆動することによシπマ、チ回路のコイル３
１（第１図）を切換えてバンド設定の疎調整を行うもの
であって、以上の動作を整理すると第４図のようになる
。

リレーＲＬｌ　＋ＲＬ１　＋ＲＬ３　はラッチ形であり
て、Ｌ、に通電すると接点はブレーク（開放）に保持さ
れ、Ｌ２に通電すると接点はメーク（接触）に保持され
、通電を停止しても接点状態はラッチされるものである
。Ｌ２はＱ？　　ｒ　Ｑｓ　　＃　Ｑ＠のコｖｐｐ電ａ
によ）所要バンドのメーク動作を行い、不要バンドに対
しては６個のダイオードＤのマトリックスを通してＬｌ
に通電してブレーク状態としている。

キャリア検出回路ｐはダイオードＤ１＋０２によシキャ
リアを整流した直流電圧でトランジスタＱ１ｏに導通バ
イアスを加え、リレー電源回路のスイッチングトランジ
スタＱｔｔをＯＮにしている。

従って中ヤリア入力が無い場合はＱｌｔはＯＦＦとなυ
リレーは動作しないようになっている。

〔発明の効果〕

本発明の自動アンテナチューナでは複数の周波数バンド
に対応可能に自動バンド選択の切換を有し、かつ送信機
よシのバンド情報の伝達のために特別の回線を必要とし
ないから、アンテナチ為−すの設置に手間が掛からない
便宜があるのみならず、送信機とシステム設計をする必
要が無いから万能形の自動アンテナチ為−すとして独立
して商品化するのに都合がよい。

また本発明では送信電波のバンド周波数を判定するのに
ル〜変換器を用いるが、実施例に示したように極めて簡
単な回路構成で十分に実用になる結果が得られ、バンド
の周波数範囲の設定も直流の・ぐンド基準電圧の調整だ
けで得ら゛れるから、適応周波数バンドの設定や変更が
容易である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の構成を示す！ロック回路図、第２図は
本発明の実施側路例、第３図はバンド判定動作の説明図
、第４図はバンド設定動作の説明図表。 １・・・送信機、２・・・アンテナ、旦・・・自動アン
テナチ、−す、３１・・・コイル、３２．３３・・・可
変コンデンサ、３４・・・バンド設定スイッチ、３５・
・・光検出回路、３６．Ａ・・・ル〜変換器、３７．Ｂ
・・・バンド判定部、３８．ｐ・・・切換制御部、３９
．且・・・キャリア検出部、Ｑｌ・・・差動増幅器、Ｑ
ｘ、Ｑｓ・・・直流電圧コンパレータ、Ｑ４　ｅ　Ｑｓ
　＊　Ｑｓ・・・排他的ＯＲダート、Ｑｒ　　ｅ　Ｑｓ
　　ｒ　Ｑｓ　　＊　Ｑｔｏ　＊　Ｑｔｔ　＝・スイッ
チングトランジスタ、ＲＬｔ　　＃　ＲＬｘ　ｒ　ＲＬ
３・・・う、チ形リレー。 特許出願人　　八重洲無線株式会社 第　　Ｏ図 １日走敦（５）

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）送信機出力部とアンテナの中間にそう入して、イ
   ンピーダンス整合を行うアンテナチューナにおいて、該
   アンテナチューナに入力する送信波を周波数／電圧変換
   して得た電圧値によりアンテナチューナの適応バンドを
   判定して、該アンテナチューナのバンド設定を自動的に
   行うことを特徴とした自動アンテナチューナ。
2. （２）アンテナチューナのバンド設定は送信波を周波数
   ／電圧変換して得た電圧が、バンド基準電圧の上端値と
   下端値の中間のバンドに設定されるごとく構成した、特
   許請求の範囲第１項記載の自動アンテナチューナ。