WO2014037994A1

WO2014037994A1 - インピーダンス整合装置及び方法、並びにコンピュータプログラム

Info

Publication number: WO2014037994A1
Application number: PCT/JP2012/072473
Authority: WO
Inventors: 雅美鈴木
Original assignee: パイオニア株式会社
Priority date: 2012-09-04
Filing date: 2012-09-04
Publication date: 2014-03-13
Also published as: JP5856305B2; US20150236728A1; US9520905B2; JPWO2014037994A1

Abstract

　インピーダンス整合装置（１００）は、送信アンテナ（１１）と、該送信アンテナに対して電力を供給可能な電源（１４）と、を備える送信回路（１０）の送信アンテナの入力インピーダンスと、電源の出力インピーダンスとのインピーダンス整合を行う。インピーダンス整合装置は、複数の可変リアクタンス素子を有する整合回路（１１０）と、入射信号及び反射信号を抽出する入射信号・反射信号抽出回路（１２０）と、抽出された入射信号及び反射信号に基づいて入力インピーダンスを推定する推定手段（１３０）と、推定された入力インピーダンスに基づいて、出力インピーダンスと入力インピーダンスとが理論上整合するように複数の可変リアクタンス素子の一部に係る値を設定した後に、抽出された反射信号に応じて複数の可変リアクタンス素子の少なくとも一つに係る値を調整する設定手段（１４０）と、を備える。

Description

インピーダンス整合装置及び方法、並びにコンピュータプログラム

　本発明は、電気信号路に係るインピーダンス整合を行うインピーダンス整合装置及び方法、並びにコンピュータプログラムの技術分野に関する。

　この種の装置として、例えば、伝送線路の抵抗分及びコンダクタンスを検出して、該検出された抵抗分及びコンダクタンスに基づいて、インピーダンス可変要素を調整する装置が提案されている（特許文献１参照）。或いは、最急降下法等の再帰的な手法を用いた反復処理によりインピーダンス整合を行う装置が提案されている（特許文献２及び３参照）。

特開２００１－２７４６５１号公報特開２００３－３１８６３６号公報国際公開第２００４／０４０６９３号

　特許文献１に記載の技術では、複素インピーダンスを示す円形の図表（所謂、スミスチャート）上の、例えば等レジスタンス円、等リアクタンス円、等コンダクタンス円、等サセプタンス円などに沿って、インピーダンス可変要素としての可変インダクタの値及び可変キャパシタの値を調整しているため、インピーダンス整合に比較的時間がかかるという技術的問題点がある。更に、実際の装置では、例えば電気回路の配線パターン間の寄生容量や配線パターン自身のインダクタンス成分等の影響がある。このため、適切にインピーダンス整合を行えない可能性があるという技術的問題点がある。

　特許文献２及び３に記載の技術では、初期値の選択によってインピーダンス整合にかかる時間が変化するという技術的問題点がある。

　本発明は、例えば上記問題点に鑑みてなされたものであり、配線パターンに起因する影響が存在しても、短時間で適切にインピーダンス整合を行うことができるインピーダンス整合装置及び方法、並びにコンピュータプログラムを提供することを課題とする。

　本発明のインピーダンス整合装置は、上記課題を解決するために、送信アンテナと、前記送信アンテナに対して電力を供給可能な電源と、を備える送信回路の前記送信アンテナの入力インピーダンスと、前記電源の出力インピーダンスとのインピーダンス整合を行うインピーダンス整合装置であって、前記電源と前記送信アンテナとの間に電気的に配置され、複数の可変リアクタンス素子を有する整合回路と、前記電源と前記整合回路との間に電気的に配置され、前記電源から前記送信アンテナに向かって伝搬する電力である入射信号及び、前記送信アンテナから前記電源に向かって伝搬する電力である反射信号を抽出する入射信号・反射信号抽出回路と、前記抽出された入射信号及び反射信号に基づいて前記入力インピーダンスを推定する推定手段と、前記推定された入力インピーダンスに基づいて、前記出力インピーダンスと前記入力インピーダンスとが理論上整合するように前記複数の可変リアクタンス素子の一部に係る値を設定した後に、前記反射信号に応じて前記複数の可変リアクタンス素子の少なくとも一つに係る値を調整する設定手段と、を備える。

　本発明のインピーダンス整合方法は、上記課題を解決するために、送信アンテナと、前記送信アンテナに対して電力を供給可能な電源と、を備える送信回路上の、前記電源と前記送信アンテナとの間に電気的に配置され、複数の可変リアクタンス素子を有する整合回路と、前記電源と前記整合回路との間に電気的に配置され、前記電源から前記送信アンテナに向かって伝搬する電力である入射信号及び、前記送信アンテナから前記電源に向かって伝搬する電力である反射信号を抽出する入射信号・反射信号抽出回路と、を備えるインピーダンス整合装置において、前記送信アンテナの入力インピーダンスと、前記電源の出力インピーダンスとのインピーダンス整合を行うインピーダンス整合方法であって、前記抽出された入射信号及び反射信号に基づいて前記入力インピーダンスを推定する推定工程と、前記推定された入力インピーダンスに基づいて、前記出力インピーダンスと前記入力インピーダンスとが理論上整合するように前記複数の可変リアクタンス素子の一部に係る値を設定した後に、前記反射信号に応じて前記複数の可変リアクタンス素子の少なくとも一つに係る値を調整する設定工程と、を備える。

　本発明のコンピュータプログラムは、上記課題を解決するために、送信アンテナと、前記送信アンテナに対して電力を供給可能な電源と、を備える送信回路上の、前記電源と前記送信アンテナとの間に電気的に配置され、複数の可変リアクタンス素子を有する整合回路と、前記電源と前記整合回路との間に電気的に配置され、前記電源から前記送信アンテナに向かって伝搬する電力である入射信号及び、前記送信アンテナから前記電源に向かって伝搬する電力である反射信号を抽出する入射信号・反射信号抽出回路と、を備え、前記送信アンテナの入力インピーダンスと、前記電源の出力インピーダンスとのインピーダンス整合を行うインピーダンス整合装置に搭載されたコンピュータを、前記抽出された入射信号及び反射信号に基づいて前記入力インピーダンスを推定する推定手段と、前記推定された入力インピーダンスに基づいて、前記出力インピーダンスと前記入力インピーダンスとが理論上整合するように前記複数の可変リアクタンス素子の一部に係る値を設定した後に、前記反射信号に応じて前記複数の可変リアクタンス素子の少なくとも一つに係る値を調整する設定手段と、として機能させる。

　本発明の作用及び他の利得は次に説明する実施するための形態から明らかにされる。

第１実施例に係るインピーダンス整合装置の構成を示すブロック図である。第１実施例に係るインピーダンス整合処理の概念を示す概念図である。第１実施例に係るインピーダンス整合処理におけるステップ１の処理を示すフローチャートである。第１実施例に係るインピーダンス整合処理におけるステップ１の処理の一具体例を説明する図である。第１実施例に係るインピーダンス整合処理におけるステップ１の処理の他の具体例を説明する図である。第１実施例に係るインピーダンス整合処理におけるステップ２の処理の一部を示すフローチャートである。第１実施例に係るインピーダンス整合処理におけるステップ２の処理の他の部分を示すフローチャートである。第１実施例に係るインピーダンス整合処理におけるステップ２の処理を示す状態遷移図である。第１実施例に係るインピーダンス整合処理の結果の一例を示す図である。比較例に係るインピーダンス整合処理の結果の一例を示す図である。第１実施例に係るインピーダンス整合処理の結果の他の例を示す図である。比較例に係るインピーダンス整合処理の結果の他の例を示す図である。第２実施例に係るインピーダンス整合処理におけるステップ２の処理を示すフローチャートである。

　以下、本発明のインピーダンス整合装置及び方法、並びにコンピュータプログラムの各実施形態について説明する。

　（インピーダンス整合装置）
　実施形態に係るインピーダンス整合装置は、送信アンテナと、前記送信アンテナに対して電力を供給可能な電源と、を備える送信回路の前記送信アンテナの入力インピーダンスと、前記電源の出力インピーダンスとのインピーダンス整合を行うインピーダンス整合装置であって、前記電源と前記送信アンテナとの間に電気的に配置され、複数の可変リアクタンス素子を有する整合回路と、前記電源と前記整合回路との間に電気的に配置され、前記電源から前記送信アンテナに向かって伝搬する電力である入射信号及び、前記送信アンテナから前記電源に向かって伝搬する電力である反射信号を抽出する入射信号・反射信号抽出回路と、前記抽出された入射信号及び反射信号に基づいて前記入力インピーダンスを推定する推定手段と、前記推定された入力インピーダンスに基づいて、前記出力インピーダンスと前記入力インピーダンスとが理論上整合するように前記複数の可変リアクタンス素子の一部に係る値を設定した後に、前記抽出された反射信号に応じて前記複数の可変リアクタンス素子の少なくとも一つに係る値を調整する設定手段と、を備える。

　実施形態に係るインピーダンス整合装置によれば、当該インピーダンス整合装置は、送信アンテナと、該送信アンテナに対して電力を供給可能な電源と、を備える送信回路の送信アンテナの入力インピーダンスと、電源の出力インピーダンスとのインピーダンス整合を行う。

　当該インピーダンス整合装置は、整合回路、入射信号・反射信号抽出回路、推定手段及び設定手段を備えて構成されている。

　整合回路は、電源と送信アンテナとの間に電気的に配置され、複数の可変リアクタンス素子を有する。「電源と送信アンテナとの間に電気的に配置」とは、電気の流路上（回路図上）、電源と送信アンテナとの間に配置されることを意味し、物理的な配置は、電源と送信アンテナとの間でなくてもよい。

　入射信号・反射信号抽出回路は、電源と整合回路との間に電気的に配置され、電源から送信アンテナに向かって伝搬する電力である入射信号及び、送信アンテナから電源に向かって伝搬する電力である反射信号を抽出する。入射信号・反射信号抽出回路は、具体的には例えば、方向性結合器や、サーキュレータとアッテネータとを組み合わせた回路等である。

　例えばメモリ、プロセッサ等を備えてなる推定手段は、入射信号・反射信号抽出回路により抽出された入射信号及び反射信号に基づいて、送信アンテナの入力インピーダンスを推定する。尚、入力インピーダンスの推定には、公知の各種態様を適用可能である。一具体例としては、入力インピーダンスは、入射信号と反射信号との振幅比率や位相差等から推定される。

　例えばメモリ、プロセッサ等を備えてなる設定手段は、先ず、推定された入力インピーダンスに基づいて、電源の出力インピーダンスと送信アンテナの入力インピーダンスとが理論上整合するように、整合回路の複数の可変リアクタンス素子の一部に係る値を設定する。その後、設定手段は、抽出された反射信号に応じて複数の可変リアクタンス素子の少なくとも一つに係る値を調整する。

　ここで、本願発明者の研究によれば、以下の事項が判明している。即ち、インピーダンス整合処理は、整合回路を構成する、例えば可変インダクタや可変キャパシタの値を調整して、入力インピーダンスの値を、スミスチャート上の等レジスタンス円、等リアクタンス円などの理論的な円に沿って変化させ、最終的に整合ポイントまで移動させることが多い。しかしながら、この方法では、インピーダンス整合に時間がかかるおそれがある。

　加えて、実際の装置では、例えば電気回路の配線パターン間の寄生容量や配線パターン自身のインダクタンス成分等の影響により、入力インピーダンスに対応するインピーダンス点が、スミスチャート上の理論的な円に沿って変化しないおそれもある。また、インピーダンス整合処理に、最急降下法等の再帰的な手法を用いる方法では、初期値の選択によってインピーダンス整合にかかる時間が長くなるおそれがある。

　しかるに本実施形態では、上述の如く、設定手段により、推定された入力インピーダンスに基づいて、電源の出力インピーダンスと送信アンテナの入力インピーダンスとが理論上整合するように、整合回路の複数の可変リアクタンス素子の一部に係る値が設定される。その後、設定手段により、抽出された反射信号に応じて複数の可変リアクタンス素子の少なくとも一つに係る値が調整される。

　理論上インピーダンス整合がとれるように、複数の可変リアクタンス素子の一部に係る値が設定されることにより、入力インピーダンスに対応するインピーダンス点を、スミスチャート上の整合点付近まで移動させることができる。その後、反射信号に応じて（即ち、配線パターン間の寄生容量等の影響を含んだ状態で）複数の可変リアクタンス素子の少なくとも一つに係る値が調整されるので、反射信号に応じて調整する時間を大幅に短縮することができる。

　以上の結果、本実施形態に係るインピーダンス整合装置によれば、電気回路の配線パターンに起因する影響が存在しても、短時間で適切にインピーダンス整合を行うことができる。

　実施形態に係るインピーダンス整合装置の一態様では、前記整合回路は、前記複数の可変リアクタンス素子として、可変インダクタと、前記可変インダクタの一端に電気的に接続された第１の可変キャパシタと、前記可変インダクタの他端に電気的に接続された第２の可変キャパシタと、を有し、前記設定手段は、前記推定された入力インピーダンスに基づいて、前記出力インピーダンスと前記入力インピーダンスとが理論上整合するように、前記複数の可変リアクタンス素子の一部に係る値としての、前記可変インダクタに係る値と、前記第１の可変キャパシタ又は前記第２の可変キャパシタに係る値と、を設定する。

　この態様によれば、整合回路は、可変インダクタと、該可変インダクタの一端に電気的に接続された第１の可変キャパシタと、該可変インダクタの他端に電気的に接続された第２の可変キャパシタと、を有する、所謂π型整合回路である。

　設定手段は、推定手段により推定された入力インピーダンスに基づいて、出力インピーダンスと入力インピーダンスとが理論上整合するように、可変インダクタに係る値と、第１の可変キャパシタ又は第２の可変キャパシタに係る値と、を設定する。このように構成すれば、比較的容易にして、入力インピーダンスに対応するインピーダンス点をスミスチャート上の整合点付近まで移動させることができる。

　実施形態に係るインピーダンス整合装置の他の態様では、前記設定手段は、前記抽出された反射信号の大きさが第１閾値以下となるまで、前記複数の可変リアクタンス素子の少なくとも一つに係る値を調整する。

　この態様によれば、比較的容易にして、インピーダンス整合をとることができる。「第１閾値」は、複数の可変リアクタンス素子の少なくとも一つに係る値の調整を継続するか否かを決定する値であり、予め固定値として、或いは、何らかの物理量若しくはパラメータに応じた可変値として設定されている。

　「第１閾値」は、実験的若しくは経験的に、又はシミュレーションにより、例えば反射信号の大きさと、該反射信号が送信回路に与える影響との関係を求め、該求められた関係に基づいて、反射信号が送信回路に与える影響が許容範囲内となるような反射信号の大きさとして設定すればよい。

　この態様では、前記設定手段は、前記抽出された反射信号の大きさが前記第１閾値以下となった後、前記第１閾値より大きくなった場合、前記抽出された反射信号の大きさが再び前記第１閾値以下となるまで、前記複数の可変リアクタンス素子の少なくとも一つに係る値を調整してよい。

　このように構成すれば、送信回路の動作中にインピーダンス整合が崩れた場合にも、適切にインピーダンス整合をとることができ、実用上非常に有利である。

　或いは、本実施形態に係るインピーダンス整合装置の他の態様では、前記推定手段は、前記抽出された入射信号及び反射信号に基づいて反射係数を逐次推定し、前記設定手段は、前記抽出された反射信号に代えて、前記推定された反射係数の大きさが第２閾値以下となるまで、前記複数の可変リアクタンス素子の少なくとも一つに係る値を調整する。

　この態様によれば、比較的容易にして、インピーダンス整合をとることができる。「第２閾値」は、複数の可変リアクタンス素子の少なくとも一つに係る値を調整を継続するか否かを決定する値であり、予め固定値として、或いは、何らかの物理量若しくはパラメータに応じた可変値として設定されている。

　「第２閾値」は、実験的若しくは経験的に、又はシミュレーションにより、例えば反射係数の大きさと、該反射係数が送信回路に与える影響との関係を求め、該求められた関係に基づいて、反射係数が送信回路に与える影響が許容範囲内となるような反射係数の大きさとして設定すればよい。

　この態様では、前記設定手段は、前記推定された反射係数の大きさが前記第２閾値以下となった後、前記第２閾値より大きくなった場合、前記推定された反射係数の大きさが再び前記第２閾値以下となるまで、前記複数の可変リアクタンス素子の少なくとも一つに係る値を調整してよい。

　本実施形態に係るインピーダンス整合装置の他の態様では、前記送信回路は、前記送信アンテナと対向して配置される受信アンテナを備える受信回路に対し、非接触で電力を伝送可能な回路であり、前記設定手段は、前記送信回路から前記受信回路へ電力が伝送されている際に、前記抽出された反射信号に応じて前記複数の可変リアクタンス素子の少なくとも一つに係る値を調整する。

　この態様によれば、送信回路は、該送信回路の送信アンテナと対向して配置される受信アンテナを備える受信回路に対して、非接触で電力を伝送可能に構成されている。ここで、送信回路から受信回路に対して電力伝送を行う場合、例えばバッテリ等の受信回路側の負荷の値が変化することに起因して、送信回路のインピーダンス整合が崩れることが、本願発明者の研究により判明している。

　しかるに本実施形態では、設定手段により、送信回路から受信回路へ電力が伝送されている際に、抽出された反射信号に応じて複数の可変リアクタンス素子の少なくとも一つに係る値が調整される。この結果、送信回路から受信回路への電力伝送中であっても適切にインピーダンス整合を行うことができる。

　（インピーダンス整合方法）
　実施形態に係るインピーダンス整合方法は、送信アンテナと、前記送信アンテナに対して電力を供給可能な電源と、を備える送信回路上の、前記電源と前記送信アンテナとの間に電気的に配置され、複数の可変リアクタンス素子を有する整合回路と、前記電源と前記整合回路との間に電気的に配置され、前記電源から前記送信アンテナに向かって伝搬する電力である入射信号及び、前記送信アンテナから前記電源に向かって伝搬する電力である反射信号を抽出する入射信号・反射信号抽出回路と、を備えるインピーダンス整合装置において、前記送信アンテナの入力インピーダンスと、前記電源の出力インピーダンスとのインピーダンス整合を行うインピーダンス整合方法であって、前記抽出された入射信号及び反射信号に基づいて前記入力インピーダンスを推定する推定工程と、前記推定された入力インピーダンスに基づいて、前記出力インピーダンスと前記入力インピーダンスとが理論上整合するように前記複数の可変リアクタンス素子の一部に係る値を設定した後に、前記抽出された反射信号に応じて前記複数の可変リアクタンス素子の少なくとも一つに係る値を調整する設定工程と、を備える。

　実施形態に係るインピーダンス整合方法によれば、上述した実施形態に係るインピーダンス整合装置と同様に、電気回路の配線パターンに起因する影響が存在しても、短時間で適切にインピーダンス整合を行うことができる。

　尚、実施形態に係るインピーダンス整合方法においても、上述した実施形態に係るインピーダンス整合装置における各種態様と同様の各種態様を採ることができる。

　（コンピュータプログラム）
　実施形態に係るコンピュータプログラムは、送信アンテナと、前記送信アンテナに対して電力を供給可能な電源と、を備える送信回路上の、前記電源と前記送信アンテナとの間に電気的に配置され、複数の可変リアクタンス素子を有する整合回路と、前記電源と前記整合回路との間に電気的に配置され、前記電源から前記送信アンテナに向かって伝搬する電力である入射信号及び、前記送信アンテナから前記電源に向かって伝搬する電力である反射信号を抽出する入射信号・反射信号抽出回路と、を備え、前記送信アンテナの入力インピーダンスと、前記電源の出力インピーダンスとのインピーダンス整合を行うインピーダンス整合装置に搭載されたコンピュータを、前記抽出された入射信号及び反射信号に基づいて前記入力インピーダンスを推定する推定手段と、前記推定された入力インピーダンスに基づいて、前記出力インピーダンスと前記入力インピーダンスとが理論上整合するように前記複数の可変リアクタンス素子の一部に係る値を設定した後に、前記抽出された反射信号に応じて前記複数の可変リアクタンス素子の少なくとも一つに係る値を調整する設定手段と、として機能させる。

　本発明のコンピュータプログラムによれば、当該コンピュータプログラムを格納するＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ　Ａｃｃｅｓｓ　Ｍｅｍｏｒｙ）、ＣＤ－ＲＯＭ（Ｃｏｍｐａｃｔ　Ｄｉｓｃ　Ｒｅａｄ　Ｏｎｌｙ　Ｍｅｍｏｒｙ）、ＤＶＤ－ＲＯＭ（ＤＶＤ　Ｒｅａｄ　Ｏｎｌｙ　Ｍｅｍｏｒｙ）等の記録媒体から、当該コンピュータプログラムを、インピーダンス整合装置に備えられたコンピュータに読み込んで実行させれば、或いは、当該コンピュータプログラムを、通信手段を介してダウンロードさせた後に実行させれば、上述した実施形態に係るインピーダンス整合装置を比較的容易にして実現できる。これにより、上述した実施形態に係るインピーダンス整合装置と同様に、電気回路の配線パターンに起因する影響が存在しても、短時間で適切にインピーダンス整合を行うことができる。

　＜第１実施例＞
　本発明のインピーダンス整合装置に係る第１実施例について、図１乃至図１２に基づいて説明する。

　（装置の構成）
　第１実施例に係るインピーダンス整合装置の構成を、図１を参照して説明する。図１は、第１実施例に係るインピーダンス整合装置の構成を示すブロック図である。

　図１において、送信回路１０は、送信アンテナ１１及び送信側回路部１２を備えて構成されている。送信側回路部１２は、増幅部１３及び送信信号源１４を備えて構成されている。受信回路２０は、受信アンテナ２１及び受信側回路部２２を備えて構成されている。受信側回路部２２は、整流回路２３及び負荷装置２４を備えて構成されている。

　送信アンテナ１１と受信アンテナ２１とが、所定の距離を隔てて対向配置された状態で、送信信号源１４から送信アンテナ１１に信号（電力）が供給されると、送信アンテナ１１から受信アンテナ２１へ、例えば電磁共鳴方式等により非接触で電力が伝送される。受信回路２０では、受信アンテナ２１を介して受信した電力が、例えばバッテリ等である負荷装置２４に供給される。

　インピーダンス整合装置１００は、送信アンテナ１１と送信側回路部１２との間に電気的に配置された可変整合回路１１０と、該可変整合回路１１０と送信側回路部１２との間に電気的に配置された方向性結合器１２０と、入力インピーダンス推定部１３０と、整合回路設定値算出部１４０と、を備えて構成されている。

　可変整合回路１１０は、可変インダクタＬと、該可変インダクタＬの一端に電気的に接続された可変キャパシタＣ１と、該可変インダクタＬの他端に電気的に接続された可変キャパシタＣ２と、を備えて構成されている。つまり、可変整合回路１１０は、π型整合回路である。尚、可変整合回路１１０は、π型整合回路に限らず、例えばＬ型、逆Ｌ型、Ｔ型等の各種態様を採ることができる。

　可変インダクタＬ、並びに可変キャパシタＣ１及びＣ２は、可変インダクタ素子や可変キャパシタ素子に限らず、例えば、互いに値の異なる複数の固定容量型のインダクタやキャパシタを、メカニカルリレー若しくは半導体リレー、又はＭＥＭＳ（Ｍｉｃｏｒ　Ｅｌｅｃｔｒｏ　Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ　Ｓｙｓｔｅｍ）スイッチ等により電気的に直列又は並列に接続することにより実現されてよい。可変キャパシタＣ１及びＣ２は、バリアブルコンデンサ（所謂バリコン）の回転軸をステッピングモータ等で回転させ、所望の容量値が得られる構成としてもよい。

　方向性結合器１２０は、送信側回路部１２から送信アンテナ１１に向かって伝搬する信号である入射信号と、送信アンテナ１１から送信側回路部１２に向かって伝搬する信号である反射信号と、を抽出する。尚、方向性結合器１２０に代えて、サーキュレータとアッテネータとを組み合わせた回路等を用いてもよい。

　入力インピーダンス推定部１３０は、方向性結合器１２０により抽出された入射信号及び反射信号に基づいて、送信アンテナ１１の入力インピーダンスを推定する。尚、入力インピーダンスは、例えば入射信号と反射信号との振幅比率や位相差等から推定すればよい。

　整合回路設定値算出部１４０は、推定された入力インピーダンスに基づいて、出力インピーダンスと入力インピーダンスとが理論上整合するように、可変整合回路１１０を構成する可変インダクタＬ並びに可変キャパシタＣ１及びＣ２のうち一部に係る値を設定する。その後、整合回路設定値算出部１４０は、方向性結合器１２０により抽出された反射信号に応じて、可変インダクタＬ並びに可変キャパシタＣ１及びＣ２の少なくとも一つに係る値を調整する。

　尚、入力インピーダンス推定部１３０は、入射信号及び反射信号に基づいて、複素反射係数も算出する。整合回路設定値算出部１４０が、反射信号に代えて、算出された複素反射係数に応じて、可変インダクタＬ並びに可変キャパシタＣ１及びＣ２の少なくとも一つに係る値を調整するように構成してもよい。

　本実施例に係る「送信信号源１４」、「方向性結合器１２０」、「入力インピーダンス推定部１３０」及び「整合回路設定値算出部１４０」は、夫々、本発明に係る「電源」、「入射信号・反射信号抽出部」、「推定手段」及び「設定手段」の一例である。本実施例に係る「可変インダクタＬ、並びに可変キャパシタＣ１及びＣ２」は、本発明に係る「複数の可変リアクタンス素子」の一例である。

　（インピーダンス整合処理）
　次に、上述の如く構成されたインピーダンス整合装置１００において実施されるインピーダンス整合処理について、詳しく説明する。

　先ず、図２を参照して、本実施例に係るインピーダンス整合処理の概念について説明する。図２は、第１実施例に係るインピーダンス整合処理の概念を示す概念図である。図２中の円は、スミスチャートを示している。

　本実施例に係るインピーダンス整合処理では、整合回路設定値算出部１４０により、先ず、入力インピーダンス推定部１３０により推定された入力インピーダンス（図２中の“Ｚｉｎ”参照）に基づいて、出力インピーダンスと入力インピーダンスとが理論上整合するように、可変整合回路１１０を構成する可変インダクタＬ並びに可変キャパシタＣ１及びＣ２のうち一部に係る値が設定される（図２中では、可変インダクタＬ及び可変キャパシタＣ２に係る値を設定）、ステップ１の処理が実施される。

　次に、整合回路設定値算出部１４０により、方向性結合器１２０により抽出された反射信号に応じて、可変インダクタＬ並びに可変キャパシタＣ１及びＣ２の少なくとも一つに係る値が調整される、ステップ２の処理が実施される。このステップ２の処理は、反射信号の大きさ（反射信号に代えて反射係数を用いる場合には、反射係数の値）が所定の閾値以下となるまで継続される。

　次に、インピーダンス整合処理のステップ１の処理について、図３のフローチャートを参照して説明を加える。尚、ステップ１の処理の開始前には、例えば可変整合回路１１０を迂回する回路（図示せず）等により、可変整合回路１１０に入射信号及び反射信号が供給されないようにされる。また、インピーダンス整合処理が終了するまでは、送信アンテナ１１から受信アンテナ２１へ電力伝送が行われる場合に比べて微弱な電力（即ち、定格電力よりも弱い電力）が、送信信号源１４から出力される。

　図３において、先ず、入力インピーダンス推定部１３０は、方向性結合器１２０により抽出された入射信号及び反射信号を取得する（ステップＳ１０１）。次に、入力インピーダンス推定部１３０は、取得された入射信号及び反射信号に基づいて、複素反射係数を算出する（ステップＳ１０２）。尚、複素反射係数の算出方法には、公知の各種態様を適用可能であるので説明を割愛する。

　次に、入力インピーダンス推定部１３０は、算出された複素反射係数に基づいて、入力インピーダンスを算出する（ステップＳ１０３）。続いて、整合回路設定値算出部１４０は、算出された入力インピーダンスに基づいて、出力インピーダンスと入力インピーダンスとを整合させるための、可変インダクタＬ、並びに可変キャパシタＣ１及びＣ２の一部に係る理論値を算出する（ステップＳ１０４）。

　次に、整合回路設定値算出部１４０は、算出された理論値に対応する値となるように、可変インダクタＬ、並びに可変キャパシタＣ１及びＣ２の一部に係る値を設定する（ステップＳ１０５）。

　ここで、上記ステップＳ１０４の処理において理論値が算出される可変整合回路１１０の要素について説明する。

　上記ステップＳ１０３の処理において算出された入力インピーダンスに対応するスミスチャート上のインピーダンス点Ｚｉｎが、図４（ａ）に示すように、太線で囲われた領域Ａに含まれる場合、可変整合回路１１０の可変インダクタＬ及び可変キャパシタＣ１（図４（ｂ）参照）に係る理論値が算出される。

　具体的には例えば、先ず、スミスチャート上においてインピーダンス点Ｚｉｎを、時計回りに回転させて、“ｒ＝１”の等レジスタンス円との交点Ｒが求められる。そして、インピーダンス点Ｚｉｎを交点Ｒまで移動させるために必要な補正量Ａ１が求められる。次に、インピーダンス点Ｚｉｎを、“ｒ＝１”の等レジスタンス円に沿って、交点Ｒから整合点Ｐまで移動させるために必要な補正量Ａ２が求められる。該求められた補正量Ａ１及びＡ２が、夫々、可変キャパシタＣ１及び可変インダクタＬに係る理論値になる。

　他方、算出された入力インピーダンスに対応するスミスチャート上のインピーダンス点Ｚｉｎが、図５（ａ）に示すように、太線で囲われた領域Ｂに含まれる場合、可変整合回路１１０の可変インダクタＬ及び可変キャパシタＣ２（図５（ｂ）参照）に係る理論値が算出される。

　具体的には例えば、先ず、スミスチャート上においてインピーダンス点Ｚｉｎを、時計回りに回転させて、“ｇ＝１”の等コンダクタンス円との交点Ｑが求められる。そして、インピーダンス点Ｚｉｎを交点Ｑまで移動させるために必要な補正量Ｂ１が求められる。次に、インピーダンス点Ｚｉｎを、“ｇ＝１”の等コンダクタンス円に沿って、交点Ｑから整合点Ｐまで移動させるために必要な補正量Ｂ２が求められる。該求められた補正量Ｂ１及びＢ２が、夫々、可変インダクタＬ及び可変キャパシタＣ２に係る理論値になる。

　ところで、実際の回路には、例えば配線パターン間の寄生容量、配線パターン自身のインダクタンス成分等が存在するため、上述したインピーダンス整合処理のステップ１の処理だけでは、出力インピーダンスと入力インピーダンスとの整合がとれないことが多い。しかしながら、ステップ１の処理を行うことで、インピーダンス点Ｚｉｎを、スミスチャート上における整合点付近まで移動させることができる。このため、ステップ１の処理の結果を、後述するインピーダンス整合処理のステップ２の処理の初期値として用いることにより、該ステップ２の処理に要する時間を短縮することが可能となる。

　次に、インピーダンス整合処理のステップ２の処理について、図６及び図７のフローチャートを参照して説明を加える。尚、図６及び図７における閾値は、全て同一の値である。

　図６において、先ず、整合回路設定値算出部１４０は、方向性結合器１２０により抽出された反射信号の絶対値“｜Γ｜”が閾値以下であるか否かを判定する（ステップＳ２０１）。反射信号の絶対値が閾値以下であると判定された場合（ステップＳ２０１：Ｙｅｓ）、整合回路設定値算出部１４０は、再びステップＳ２０１の処理を実施する。

　反射信号の絶対値が閾値より大きいと判定された場合（ステップＳ２０１：Ｎｏ）、整合回路設定値算出部１４０は、可変インダクタＬ及び可変キャパシタＣ２各々の値を、暫定的に、“Ｌ＋ΔＬ”及び“Ｃ２＋ΔＣ２”に変更する（ステップＳ２０２）。続いて、整合回路設定値算出部１４０は、該暫定的な変更の後の反射信号の絶対値が閾値以下であるか否かを判定する（ステップＳ２０３）。

　反射信号の絶対値が閾値以下であると判定された場合（ステップＳ２０３：Ｙｅｓ）、整合回路設定値算出部１４０は、可変インダクタＬ及び可変キャパシタＣ２各々の値を、正式に、“Ｌ＋ΔＬ”及び“Ｃ２＋ΔＣ２”に変更する（ステップＳ２０４）。この際、可変キャパシタＣ１の値は変更されない（即ち、初期値のままである）。

　反射信号の絶対値が閾値より大きいと判定された場合（ステップＳ２０３：Ｎｏ）、整合回路設定値算出部１４０は、例えばメモリ（図示せず）等に、暫定的な変更後の反射信号の絶対値を、パラメータＧａｍｍａ１の値として格納する（ステップＳ２０５）。

　次に、整合回路設定値算出部１４０は、可変インダクタＬ及び可変キャパシタＣ２各々の値を、暫定的に、“Ｌ＋ΔＬ”及び“Ｃ２－ΔＣ２”に変更する（ステップＳ２０６）。尚、ステップＳ２０６の処理では、上記ステップＳ２０２の処理で変更された後の値が更に変更されるのではなく、ステップＳ２０６の処理の前に一旦初期値に戻された後に変更される（以降、同じ）。

　整合回路設定値算出部１４０は、該暫定的な変更の後の反射信号の絶対値が閾値以下であるか否かを判定する（ステップＳ２０７）。反射信号の絶対値が閾値以下であると判定された場合（ステップＳ２０７：Ｙｅｓ）、整合回路設定値算出部１４０は、可変インダクタＬ及び可変キャパシタＣ２各々の値を、正式に、“Ｌ＋ΔＬ”及び“Ｃ２－ΔＣ２”に変更する（ステップＳ２０８）。

　反射信号の絶対値が閾値より大きいと判定された場合（ステップＳ２０７：Ｎｏ）、整合回路設定値算出部１４０は、例えばメモリ等に、暫定的な変更後の反射信号の絶対値を、パラメータＧａｍｍａ２の値として格納する（ステップＳ２０９）。次に、整合回路設定値算出部１４０は、可変インダクタＬ及び可変キャパシタＣ２各々の値を、暫定的に、“Ｌ－ΔＬ”及び“Ｃ２＋ΔＣ２”に変更する（ステップＳ２１０）。

　整合回路設定値算出部１４０は、該暫定的な変更の後の反射信号の絶対値が閾値以下であるか否かを判定する（ステップＳ２１１）。反射信号の絶対値が閾値以下であると判定された場合（ステップＳ２１１：Ｙｅｓ）、整合回路設定値算出部１４０は、可変インダクタＬ及び可変キャパシタＣ２各々の値を、正式に、“Ｌ－ΔＬ”及び“Ｃ２＋ΔＣ２”に変更する（ステップＳ２１２）。

　反射信号の絶対値が閾値より大きいと判定された場合（ステップＳ２１１：Ｎｏ）、整合回路設定値算出部１４０は、例えばメモリ等に、暫定的な変更後の反射信号の絶対値を、パラメータＧａｍｍａ３の値として格納する（ステップＳ２１３）。次に、整合回路設定値算出部１４０は、可変インダクタＬ及び可変キャパシタＣ２各々の値を、暫定的に、“Ｌ－ΔＬ”及び“Ｃ２－ΔＣ２”に変更する（ステップＳ２１４）。

　整合回路設定値算出部１４０は、該暫定的な変更の後の反射信号の絶対値が閾値以下であるか否かを判定する（ステップＳ２１５）。反射信号の絶対値が閾値以下であると判定された場合（ステップＳ２１５：Ｙｅｓ）、整合回路設定値算出部１４０は、可変インダクタＬ及び可変キャパシタＣ２各々の値を、正式に、“Ｌ－ΔＬ”及び“Ｃ２－ΔＣ２”に変更する（ステップＳ２１６）。

　反射信号の絶対値が閾値より大きいと判定された場合（ステップＳ２１６：Ｎｏ）、整合回路設定値算出部１４０は、例えばメモリ等に、暫定的な変更後の反射信号の絶対値を、パラメータＧａｍｍａ４の値として格納する（ステップＳ２１７）。次に、整合回路設定値算出部１４０は、可変インダクタＬ及び可変キャパシタＣ１各々の値を、暫定的に、“Ｌ＋ΔＬ”及び“Ｃ１＋ΔＣ１”に変更する（ステップＳ２１８）（図７参照）。

　整合回路設定値算出部１４０は、該暫定的な変更の後の反射信号の絶対値が閾値以下であるか否かを判定する（ステップＳ２１９）。反射信号の絶対値が閾値以下であると判定された場合（ステップＳ２１９：Ｙｅｓ）、整合回路設定値算出部１４０は、可変インダクタＬ及び可変キャパシタＣ１各々の値を、正式に、“Ｌ＋ΔＬ”及び“Ｃ１＋ΔＣ１”に変更する（ステップＳ２２０）。この際、可変キャパシタＣ２の値は変更されない（即ち、初期値のままである）。

　反射信号の絶対値が閾値より大きいと判定された場合（ステップＳ２１９：Ｎｏ）、整合回路設定値算出部１４０は、例えばメモリ等に、暫定的な変更後の反射信号の絶対値を、パラメータＧａｍｍａ５の値として格納する（ステップＳ２２１）。次に、整合回路設定値算出部１４０は、可変インダクタＬ及び可変キャパシタＣ１各々の値を、暫定的に、“Ｌ＋ΔＬ”及び“Ｃ１－ΔＣ１”に変更する（ステップＳ２２２）。

　整合回路設定値算出部１４０は、該暫定的な変更の後の反射信号の絶対値が閾値以下であるか否かを判定する（ステップＳ２２３）。反射信号の絶対値が閾値以下であると判定された場合（ステップＳ２２３：Ｙｅｓ）、整合回路設定値算出部１４０は、可変インダクタＬ及び可変キャパシタＣ１各々の値を、正式に、“Ｌ＋ΔＬ”及び“Ｃ１－ΔＣ１”に変更する（ステップＳ２２４）。

　反射信号の絶対値が閾値より大きいと判定された場合（ステップＳ２２３：Ｎｏ）、整合回路設定値算出部１４０は、例えばメモリ等に、暫定的な変更後の反射信号の絶対値を、パラメータＧａｍｍａ６の値として格納する（ステップＳ２２５）。次に、整合回路設定値算出部１４０は、可変インダクタＬ及び可変キャパシタＣ１各々の値を、暫定的に、“Ｌ－ΔＬ”及び“Ｃ１＋ΔＣ１”に変更する（ステップＳ２２６）。

　整合回路設定値算出部１４０は、該暫定的な変更の後の反射信号の絶対値が閾値以下であるか否かを判定する（ステップＳ２２７）。反射信号の絶対値が閾値以下であると判定された場合（ステップＳ２２７：Ｙｅｓ）、整合回路設定値算出部１４０は、可変インダクタＬ及び可変キャパシタＣ１各々の値を、正式に、“Ｌ－ΔＬ”及び“Ｃ１＋ΔＣ１”に変更する（ステップＳ２２８）。

　反射信号の絶対値が閾値より大きいと判定された場合（ステップＳ２２７：Ｎｏ）、整合回路設定値算出部１４０は、例えばメモリ等に、暫定的な変更後の反射信号の絶対値を、パラメータＧａｍｍａ７の値として格納する（ステップＳ２２９）。次に、整合回路設定値算出部１４０は、可変インダクタＬ及び可変キャパシタＣ１各々の値を、暫定的に、“Ｌ－ΔＬ”及び“Ｃ１－ΔＣ１”に変更する（ステップＳ２３０）。

　整合回路設定値算出部１４０は、該暫定的な変更の後の反射信号の絶対値が閾値以下であるか否かを判定する（ステップＳ２３１）。反射信号の絶対値が閾値以下であると判定された場合（ステップＳ２３１：Ｙｅｓ）、整合回路設定値算出部１４０は、可変インダクタＬ及び可変キャパシタＣ１各々の値を、正式に、“Ｌ－ΔＬ”及び“Ｃ１－ΔＣ１”に変更する（ステップＳ２３２）。

　反射信号の絶対値が閾値より大きいと判定された場合（ステップＳ２３１：Ｎｏ）、整合回路設定値算出部１４０は、例えばメモリ等に、暫定的な変更後の反射信号の絶対値を、パラメータＧａｍｍａ８の値として格納する（ステップＳ２３２）。

　次に、整合回路設定値算出部１４０は、格納されたパラメータＧａｍｍａ１～Ｇａｍｍａ８各々の値の最小値を探索する（ステップＳ２３４）。続いて、整合回路設定値算出部１４０は、探索された最小値に対応する、可変インダクタＬ及び可変キャパシタＣ１各々の値、或いは可変インダクタＬ及び可変キャパシタＣ２各々の値を、正式に設定する（即ち、初期値が更新される）（ステップＳ２３５）。その後、整合回路設定値算出部１４０は、上述したステップＳ２０２の処理（図６参照）を実施する。

　尚、図６及び図７のフローチャートを、状態遷移図として表わすと図８のようになる。図８は、第１実施例に係るインピーダンス整合処理におけるステップ２の処理を示す状態遷移図である。

　（効果）
　次に、本実施例に係るインピーダンス整合処理の効果について、図９乃至図１２を参照して説明する。図９は、第１実施例に係るインピーダンス整合処理の結果の一例を示す図である。図１０は、比較例に係るインピーダンス整合処理の結果の一例を示す図である。図１１は、第１実施例に係るインピーダンス整合処理の結果の他の例を示す図である。図１２は、比較例に係るインピーダンス整合処理の結果の他の例を示す図である。

　図９及び図１０に示した例は、送信アンテナ１１の入力インピーダンスの初期値が２２Ωである場合（即ち、入力インピーダンスの初期値に対応するインピーダンス点Ｚｉｎが、スミスチャート上の領域Ｂ（図５参照）にある場合）の例である。この場合、本実施例に係るインピーダンス整合処理のステップ１の処理（図３参照）では、可変インダクタＬ及び可変キャパシタＣ２の理論値が算出される。

　図９に示すように、本実施例に係るインピーダンス整合処理により、送信回路１０に係るインピーダンスが整合されるまでにかかる時間は、１．０秒である。他方で、図１０に示すように、比較例に係るインピーダンス整合処理により、送信回路１０に係るインピーダンスが整合されるまでにかかる時間は、３．２秒である。このように、本実施例に係るインピーダンス整合処理は、比較例に係るインピーダンス整合処理に比べ、約３分の１の期間でインピーダンスを整合させることができる。

　図１１及び図１２に示した例は、送信アンテナ１１の入力インピーダンスの初期値が２２０Ωである場合（即ち、入力インピーダンスの初期値に対応するインピーダンス点Ｚｉｎが、スミスチャート上の領域Ａ（図４参照）にある場合）の例である。この場合、本実施例に係るインピーダンス整合処理のステップ１の処理では、可変インダクタＬ及び可変キャパシタＣ１の理論値が算出される。

　図１１に示すように、本実施例に係るインピーダンス整合処理により、送信回路１０に係るインピーダンスが整合されるまでにかかる時間は、３．４秒である。他方で、図１２に示すように、比較例に係るインピーダンス整合処理により、送信回路１０に係るインピーダンスが整合されるまでにかかる時間は、７．８秒である。このように、本実施例に係るインピーダンス整合処理は、比較例に係るインピーダンス整合処理に比べ、約２分の１の期間でインピーダンスを整合させることができる。

　尚、上述した本実施例に係るインピーダンス整合処理のステップ２に係る説明では、“｜Γ｜”を「反射信号の絶対値」としたが、反射信号に変えて複素反射係数を用いる場合、「反射信号の絶対値」を「複素反射係数の絶対値」と読み替えればよい。

　＜第２実施例＞
　本発明のインピーダンス整合装置に係る第２実施例について、図１３に基づいて説明する。尚、第２実施例では、インピーダンス整合処理の一部が異なる以外は、上述した第１実施例と同様であるので、重複する説明を適宜省略し、基本的に第１実施例と異なる点について図１３に基づいて説明する。

　（インピーダンス整合処理）
　第２実施例に係るインピーダンス整合処理のステップ２の処理について、図１３のフローチャートを参照して説明する。本実施例では、最急降下法を用いたインピーダンス整合が実施される。尚、インピーダンス整合処理のステップ１の処理は、上述した第１実施例に係るインピーダンス整合処理のステップ１の処理と同様であるので説明を省略する。

　図１３において、先ず、整合回路設定値算出部１４０は、可変インダクタＬ、可変キャパシタＣ１及び可変キャパシタＣ２各々に対応する変数Ｌ（ｍ）、Ｃ１（ｍ）及びＣ２（ｍ）各々に初期値をセットする（ステップＳ３０１）。尚、変数Ｌ（ｍ）、Ｃ１（ｍ）及びＣ２（ｍ）各々の初期値は、インピーダンス整合処理のステップ１の処理の結果得られた値である。

　次に、整合回路設定値算出部１４０は、変数Ｌ（ｍ）、Ｃ１（ｍ）及びＣ２（ｍ）各々の初期値に対応するように、可変インダクタＬ、可変キャパシタＣ１及び可変キャパシタＣ２各々の値を設定した後、方向性結合器１２０により抽出された反射信号に基づいて、反射電力値Ｐｒを取得する（ステップＳ３０２）。尚、反射電力値Ｐｒは、反射信号の絶対値の二乗と、入射電力値Ｐｉｎとの積として求められる（即ち、Ｐｒ＝｜Γ｜^２×Ｐｉｎ）。

　次に、整合回路設定値算出部１４０は、可変インダクタＬの値を、Ｌｔｍｐ（＝Ｌ（ｍ）＋ΔＬ）に変更する（ステップＳ３０３）。尚、この際、可変キャパシタＣ１及びＣ２の値は変更されない（即ち、初期値のままである）。

　整合回路設定値算出部１４０は、可変インダクタＬの値を変更した後、方向性結合器１２０により抽出された反射信号に基づいて、反射電力値Ｐｒｔｍｐを取得する（ステップＳ３０４）。次に、整合回路設定値算出部１４０は、反射電力値Ｐｒと反射電力値Ｐｒｔｍｐとの差分ΔＰｒを算出する（ステップＳ３０５）。続いて、整合回路設定値算出部１４０は、勾配ｇｒａｄＬ（＝ΔＰｒ／ΔＬ）を算出する（ステップＳ３０６）。

　次に、整合回路設定値算出部１４０は、可変キャパシタＣ１の値を、Ｃ１ｔｍｐ（＝Ｃ１（ｍ）＋ΔＣ）に変更する（ステップＳ３０７）。尚、この際、可変インダクタＬ及び可変キャパシタＣ２の値は変更されない（即ち、初期値のままである）。

　整合回路設定値算出部１４０は、可変キャパシタＣ１の値を変更した後、方向性結合器１２０により抽出された反射信号に基づいて、反射電力値Ｐｒｔｍｐを取得する（ステップＳ３０８）。次に、整合回路設定値算出部１４０は、反射電力値Ｐｒと反射電力値Ｐｒｔｍｐとの差分ΔＰｒを算出する（ステップＳ３０９）。続いて、整合回路設定値算出部１４０は、勾配ｇｒａｄＣ１（＝ΔＰｒ／ΔＣ）を算出する（ステップＳ３１０）。

　次に、整合回路設定値算出部１４０は、可変キャパシタＣ２の値を、Ｃ２ｔｍｐ（＝Ｃ２（ｍ）＋ΔＣ）に変更する（ステップＳ３１１）。尚、この際、可変インダクタＬ及び可変キャパシタＣ１の値は変更されない（即ち、初期値のままである）。

　整合回路設定値算出部１４０は、可変キャパシタＣ２の値を変更した後、方向性結合器１２０により抽出された反射信号に基づいて、反射電力値Ｐｒｔｍｐを取得する（ステップＳ３１２）。次に、整合回路設定値算出部１４０は、反射電力値Ｐｒと反射電力値Ｐｒｔｍｐとの差分ΔＰｒを算出する（ステップＳ３１３）。続いて、整合回路設定値算出部１４０は、勾配ｇｒａｄＣ２（＝ΔＰｒ／ΔＣ）を算出する（ステップＳ３１４）。

　次に、整合回路設定値算出部１４０は、可変インダクタＬ、可変キャパシタＣ１及び可変キャパシタＣ２各々に対応する新たな変数Ｌ（ｍ＋１）（＝変数Ｌ（ｍ）＋α・ｇｒａｄＬ）、変数Ｃ１（ｍ＋１）（＝変数Ｃ１（ｍ）＋α・ｇｒａｄＣ１）、及び変数Ｃ２（ｍ＋１）（＝変数Ｃ２（ｍ）＋α・ｇｒａｄＣ２）各々を求める（ステップＳ３１５）。尚、“α”は所定の比例定数である。

　次に、整合回路設定値算出部１４０は、変数Ｌ（ｍ＋１）、変数Ｃ１（ｍ＋１）及び変数Ｃ２（ｍ＋１）に対応するように、可変インダクタＬ、可変キャパシタＣ１及び可変キャパシタＣ２各々の値を設定して、方向性結合器１２０により抽出された反射信号に基づいて反射電力値Ｐｒを取得する（ステップＳ３１６）。

　次に、整合回路設定値算出部１４０は、取得された反射電力値Ｐｒが、閾値Ｐｒｔｈｒより小さいか否かを判定する（ステップＳ３１７）。取得された反射電力値Ｐｒが、閾値Ｐｒｔｈｒより小さいと判定された場合（ステップＳ３１７：Ｙｅｓ）、整合回路設定値算出部１４０は、処理を終了する。他方、取得された反射電力値Ｐｒが、閾値Ｐｒｔｈｒ以上であると判定された場合（ステップＳ３１７：Ｎｏ）、整合回路設定値算出部１４０は、上述したステップＳ３０３の処理を実施する。

　尚、本発明は、上記実施例で挙げた非接触電力伝送の技術分野に限らず、例えば通信の技術分野にも適用可能である。

　本発明は、上述した実施形態に限られるものではなく、請求の範囲及び明細書全体から読み取れる発明の要旨或いは思想に反しない範囲で適宜変更可能であり、そのような変更を伴うインピーダンス整合装置及び方法、並びにコンピュータプログラムもまた本発明の技術的範囲に含まれるものである。

　１０…送信回路、１１…送信アンテナ、１２…送信側回路部、１３…増幅部、１４…送信信号源１４、２０…受信回路、２１…受信アンテナ、２２…受信側回路部、２３…整流回路、２４…負荷装置、１００…インピーダンス整合装置、１１０…可変整合回路、１２０…方向性結合器、１３０…入力インピーダンス推定部、１４０…整合回路設定値算出部

Claims

　送信アンテナと、前記送信アンテナに対して電力を供給可能な電源と、を備える送信回路の前記送信アンテナの入力インピーダンスと、前記電源の出力インピーダンスとのインピーダンス整合を行うインピーダンス整合装置であって、
　前記電源と前記送信アンテナとの間に電気的に配置され、複数の可変リアクタンス素子を有する整合回路と、
　前記電源と前記整合回路との間に電気的に配置され、前記電源から前記送信アンテナに向かって伝搬する電力である入射信号及び、前記送信アンテナから前記電源に向かって伝搬する電力である反射信号を抽出する入射信号・反射信号抽出回路と、
　前記抽出された入射信号及び反射信号に基づいて前記入力インピーダンスを推定する推定手段と、
　前記推定された入力インピーダンスに基づいて、前記出力インピーダンスと前記入力インピーダンスとが理論上整合するように前記複数の可変リアクタンス素子の一部に係る値を設定した後に、前記抽出された反射信号に応じて前記複数の可変リアクタンス素子の少なくとも一つに係る値を調整する設定手段と、
　を備えることを特徴とするインピーダンス整合装置。
　前記整合回路は、前記複数の可変リアクタンス素子として、可変インダクタと、前記可変インダクタの一端に電気的に接続された第１の可変キャパシタと、前記可変インダクタの他端に電気的に接続された第２の可変キャパシタと、を有し、
　前記設定手段は、前記推定された入力インピーダンスに基づいて、前記出力インピーダンスと前記入力インピーダンスとが理論上整合するように、前記複数の可変リアクタンス素子の一部に係る値としての、前記可変インダクタに係る値と、前記第１の可変キャパシタ又は前記第２の可変キャパシタに係る値と、を設定する
　ことを特徴とする請求項１に記載のインピーダンス整合装置。
　前記設定手段は、前記抽出された反射信号の大きさが第１閾値以下となるまで、前記複数の可変リアクタンス素子の少なくとも一つに係る値を調整することを特徴とする請求項１に記載のインピーダンス整合装置。
　前記設定手段は、前記抽出された反射信号の大きさが前記第１閾値以下となった後、前記第１閾値より大きくなった場合、前記抽出された反射信号の大きさが再び前記第１閾値以下となるまで、前記複数の可変リアクタンス素子の少なくとも一つに係る値を調整することを特徴とする請求項３に記載のインピーダンス整合装置。
　前記推定手段は、前記抽出された入射信号及び反射信号に基づいて反射係数を逐次推定し、
　前記設定手段は、前記抽出された反射信号に代えて、前記推定された反射係数の大きさが第２閾値以下となるまで、前記複数の可変リアクタンス素子の少なくとも一つに係る値を調整する
　ことを特徴とする請求項１に記載のインピーダンス整合装置。
　前記設定手段は、前記推定された反射係数の大きさが前記第２閾値以下となった後、前記第２閾値より大きくなった場合、前記推定された反射係数の大きさが再び前記第２閾値以下となるまで、前記複数の可変リアクタンス素子の少なくとも一つに係る値を調整することを特徴とする請求項５に記載のインピーダンス整合装置。
　前記送信回路は、前記送信アンテナと対向して配置される受信アンテナを備える受信回路に対し、非接触で電力を伝送可能な回路であり、
　前記設定手段は、前記送信回路から前記受信回路へ電力が伝送されている際に、前記抽出された反射信号に応じて前記複数の可変リアクタンス素子の少なくとも一つに係る値を調整する
　ことを特徴とする請求項１に記載のインピーダンス整合装置。
　送信アンテナと、前記送信アンテナに対して電力を供給可能な電源と、を備える送信回路上の、前記電源と前記送信アンテナとの間に電気的に配置され、複数の可変リアクタンス素子を有する整合回路と、前記電源と前記整合回路との間に電気的に配置され、前記電源から前記送信アンテナに向かって伝搬する電力である入射信号及び、前記送信アンテナから前記電源に向かって伝搬する電力である反射信号を抽出する入射信号・反射信号抽出回路と、を備えるインピーダンス整合装置において、前記送信アンテナの入力インピーダンスと、前記電源の出力インピーダンスとのインピーダンス整合を行うインピーダンス整合方法であって、
　前記抽出された入射信号及び反射信号に基づいて前記入力インピーダンスを推定する推定工程と、
　前記推定された入力インピーダンスに基づいて、前記出力インピーダンスと前記入力インピーダンスとが理論上整合するように前記複数の可変リアクタンス素子の一部に係る値を設定した後に、前記抽出された反射信号に応じて前記複数の可変リアクタンス素子の少なくとも一つに係る値を調整する設定工程と、
　を備えることを特徴とするインピーダンス整合方法。
　送信アンテナと、前記送信アンテナに対して電力を供給可能な電源と、を備える送信回路上の、前記電源と前記送信アンテナとの間に電気的に配置され、複数の可変リアクタンス素子を有する整合回路と、前記電源と前記整合回路との間に電気的に配置され、前記電源から前記送信アンテナに向かって伝搬する電力である入射信号及び、前記送信アンテナから前記電源に向かって伝搬する電力である反射信号を抽出する入射信号・反射信号抽出回路と、を備え、前記送信アンテナの入力インピーダンスと、前記電源の出力インピーダンスとのインピーダンス整合を行うインピーダンス整合装置に搭載されたコンピュータを、
　前記抽出された入射信号及び反射信号に基づいて前記入力インピーダンスを推定する推定手段と、
　前記推定された入力インピーダンスに基づいて、前記出力インピーダンスと前記入力インピーダンスとが理論上整合するように前記複数の可変リアクタンス素子の一部に係る値を設定した後に、前記抽出された反射信号に応じて前記複数の可変リアクタンス素子の少なくとも一つに係る値を調整する設定手段と、
　として機能させることを特徴とするコンピュータプログラム。