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JPH0448287B2 - - Google Patents
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JPH0448287B2 - - Google Patents

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JPH0448287B2
JPH0448287B2 JP62081137A JP8113787A JPH0448287B2 JP H0448287 B2 JPH0448287 B2 JP H0448287B2 JP 62081137 A JP62081137 A JP 62081137A JP 8113787 A JP8113787 A JP 8113787A JP H0448287 B2 JPH0448287 B2 JP H0448287B2
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variable
tuning
reactance
matching
circuit
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JP62081137A
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Hisakazu Kondo
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Anritsu Corp
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Publication date
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  • Channel Selection Circuits, Automatic Tuning Circuits (AREA)
  • Transmitters (AREA)
  • Input Circuits Of Receivers And Coupling Of Receivers And Audio Equipment (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、例えば送信機等の信号源と空中線等
の負荷との間に設けられる自動同調装置に関する
ものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to an automatic tuning device provided between a signal source such as a transmitter and a load such as an antenna.

[従来の技術] 送信機と空中線とのインピーダンス整合を行う
回路として、従来は第6図に示すものが知られて
いる。
[Prior Art] A circuit shown in FIG. 6 is conventionally known as a circuit for impedance matching between a transmitter and an antenna.

この回路は、送信機1と空中線2の間に、いわ
ゆるπ型接続による一対の可変インダクタ3,4
と一対のコンデンサ5,6を設けたもので、送信
機1側の可変インダクタ3とコンデンサ5による
並列共振回路によつて伝送ライン上の同調をとる
ための同調回路部を構成するとともに、空中線2
側の可変インダクタ4とコンデンサ6による並列
共振回路によつて信号源1側と空中線2側のイン
ピーダンス整合を行うための整合回路部を構成し
ている。
This circuit includes a pair of variable inductors 3 and 4 connected between a transmitter 1 and an antenna 2 through a so-called π-type connection.
and a pair of capacitors 5 and 6, which constitutes a tuning circuit section for tuning the transmission line by means of a parallel resonant circuit formed by the variable inductor 3 and capacitor 5 on the transmitter 1 side.
A parallel resonant circuit including a variable inductor 4 and a capacitor 6 on the side constitutes a matching circuit section for impedance matching between the signal source 1 side and the antenna 2 side.

そして、同調回路部の可変インダクタ3は、送
信機1側に設けられる自動追従回路により、伝送
ライン上の電圧と電流の位相のズレ量に基づいて
自動的に可変され、空中線2側のインピーダンス
変動に追従して制御されるようになつている。す
なわちこの自動追従回路は、信号源1からの発振
出力信号の電圧位相を検出する電圧位相検出器7
と、この発振出力信号の電流位相を検出する電流
位相検出器8と、これら位相検出器7,8の検出
信号に基づいて上記発振出力信号の電圧と電流の
位相差を検出する位相比較器9と、可変インダク
タ3を機械的に可変制御する回転器10と、この
回転器10を位相比較器9の電圧出力に基づいて
制御する制御器11を備えて構成されており、可
変インダクタ3を伝送ライン上のインピーダンス
のリアクタンス成分を零とする方向に自動的に可
変制御するようになつている。
The variable inductor 3 in the tuning circuit section is automatically varied by an automatic tracking circuit provided on the transmitter 1 side based on the amount of phase shift between the voltage and current on the transmission line, and the impedance on the antenna 2 side is changed. It has come to be controlled by following the That is, this automatic tracking circuit includes a voltage phase detector 7 that detects the voltage phase of the oscillation output signal from the signal source 1.
, a current phase detector 8 that detects the current phase of this oscillation output signal, and a phase comparator 9 that detects the phase difference between the voltage and current of the oscillation output signal based on the detection signals of these phase detectors 7 and 8. , a rotator 10 that mechanically variably controls the variable inductor 3, and a controller 11 that controls the rotator 10 based on the voltage output of the phase comparator 9, and transmits the variable inductor 3. Automatically variable control is performed in the direction of zeroing the reactance component of the impedance on the line.

一方、整合回路部側の可変インダクタ4は、手
動操作等によつて可変され、空中線2の出力が最
大となるように調整される。すなわち、この整合
回路部の調整時に、前述の自動追従回路が作動
し、整合回路部側のインピーダンス変動に対して
伝送ライン上の同調状態を維持するようになつて
いる。
On the other hand, the variable inductor 4 on the matching circuit side is varied by manual operation or the like, and adjusted so that the output of the antenna 2 is maximized. That is, when adjusting the matching circuit section, the above-mentioned automatic follow-up circuit is activated to maintain the tuned state on the transmission line against impedance fluctuations on the matching circuit section side.

[発明が解決しようとする問題点] ところで、上述のような従来技術において、同
調回路部における可変インダクタ3のリアクタン
ス値XL1は、コンデンサ5のリアクタンス値を
XC1とし、伝送ライン上のA点から負荷側を見た
インピーダンス値をR1+jX1とすると、 XL1=−(2X1+XC1)±√XC1 2−R1 2/2 ……式 で与えられる。
[Problems to be Solved by the Invention] By the way, in the prior art as described above, the reactance value X L1 of the variable inductor 3 in the tuned circuit section is equal to the reactance value of the capacitor 5.
If X C1 is the impedance value when looking at the load side from point A on the transmission line is R 1 + jX 1 , then X L1 = - (2X 1 + X C1 ) ± is given by

従つてこの関係から、例えば第7図にスミスチ
ヤートで示すように、伝送ライン上のB点から負
荷側を見たインピーダンスの軌跡Cpは、スミスチ
ヤートのリアクタンス成分が零であることを示す
基線Dと2つの点a,bが交差し、2つの同調点
a,bが生じる場合がある。
Therefore, from this relationship, for example, as shown by the Smith Chart in Figure 7, the impedance locus C p seen from point B on the transmission line toward the load side is the base line showing that the Smith Chart reactance component is zero. D may intersect with two points a and b, resulting in two tuning points a and b.

しかしながら、上述の自動追従回路では、発振
出力信号の電圧と電流の位相差、すなわちリアク
タンス成分が誘導性(基線Dより上側)か容量性
(基線Dより下側)かの判断によつて回転器10
の駆動方法すなわち可変リアクタンス3の可変方
向を一義的に決定するものであることから、上述
のように2つの同調点a,bが存在する場合、可
変インダクタ3の可変方向が同調点と反対方向に
向う領域が生じることがある。つまり、軌跡Cp
おいて、一方の終端側の点cと同調点aの間及び
他方の終端側の点dと同調点bの間は、いずれも
図示の例では容量性であることから、一方のc点
からa点の可変方向を適正な同調方向(図中矢印
α1方向)とした場合、他方のd点からb点の間で
も同様の可変方向(図中矢印α2方向)となり、同
調点から遠くなる方向に可変インダクタ3が制御
されるために、この領域での自動同調は不可能と
なつてしまう。従つてこのような従来の回路で
は、負荷側の条件等によつて自動同調が不能とな
る領域が生じることになり、その分自動同調の追
従範囲が狭くなるという問題点があつた。
However, in the above-mentioned automatic tracking circuit, the phase difference between the voltage and current of the oscillation output signal, that is, the reactance component, is determined to be inductive (above the base line D) or capacitive (below the base line D). 10
This uniquely determines the driving method of the variable reactance 3, that is, the variable direction of the variable reactance 3. Therefore, when there are two tuning points a and b as described above, the variable direction of the variable inductor 3 is opposite to the tuning point. Areas that tend to occur may occur. In other words, in the trajectory C p , the points between point c on one end side and tuning point a, and between the point d on the other end side and tuning point b are both capacitive in the illustrated example, so one side If the direction of variation from point c to point a is the proper tuning direction (direction of arrow α 1 in the figure), the same direction of variation will be obtained between point d and point b (direction of arrow α 2 in the figure), Since the variable inductor 3 is controlled in a direction away from the tuning point, automatic tuning becomes impossible in this region. Therefore, in such a conventional circuit, there is a problem in that there is a region where automatic tuning is impossible depending on the load side conditions, and the follow-up range of automatic tuning is correspondingly narrowed.

また、図示に例から分るように、整合状態を示
す定在波比(以下、VSWRという)が軌跡Cp
で最小となる点eが、同調点a,bを一致してい
ないことから、例えばVSWRの最小値検出によ
つて最適整合点を得るような制御を行うことも困
難であり、整合調整が煩雑である問題点があつ
た。
In addition, as can be seen from the example shown in the figure, the point e where the standing wave ratio (hereinafter referred to as VSWR) indicating the matching state is minimum on the trajectory C p does not coincide with the tuning points a and b. For example, it is difficult to perform control to obtain the optimum matching point by detecting the minimum value of VSWR, and the matching adjustment is complicated.

そこで本発明は、確実な同調及び整合を容易に
行うことのでき、かつ広い追従範囲を得ることが
できる自動同調装置を提供することを目的として
いる。
SUMMARY OF THE INVENTION Therefore, an object of the present invention is to provide an automatic tuning device that can easily perform reliable tuning and matching and can obtain a wide tracking range.

[問題点を解決するための手段] すなわち、本発明の自動同調装置は、前述した
問題点を解決するために、信号源と負荷との伝送
ライン上に設けられ、上記信号源と直列に接続さ
れた同調回路部の可変リアクタンスを自動追従回
路によつて自動調整することにより伝送ライン上
の同調をとるとともに、この同調回路部の出力段
に設けられる整合回路部の可変リアクタンスを調
整することにより、信号源と負荷とのインピーダ
ンス整合を行うための自動同調装置において; 上記自動追従回路は、信号源からの出力信号の
電圧位相を検出する電圧位相検出器と、上記出力
信号の電流位相を検出する電流位相検出器と、上
記各位相検出器の検出信号に基づいて上記出力信
号の電圧と電流の位相差を検出する位相比較器
と、上記同調回路部の可変リアクタンスを可変す
る駆動器と、該駆動器を上記位相比較器の出力に
基づいて制御する制御器とを有し; 上記同調回路部は、可変インダクタ又は可変コ
ンデンサよりなる可変リアクタンスと、上記整合
回路部の可変リアクタンスに対して並列なコンデ
ンサとによる直列共振回路より構成されているこ
とを特徴としている。
[Means for Solving the Problems] That is, in order to solve the above-mentioned problems, the automatic tuning device of the present invention is provided on a transmission line between a signal source and a load, and is connected in series with the signal source. The transmission line is tuned by automatically adjusting the variable reactance of the tuned tuning circuit section using an automatic tracking circuit, and by adjusting the variable reactance of the matching circuit section provided at the output stage of this tuning circuit section. , in an automatic tuning device for impedance matching between a signal source and a load; the automatic tracking circuit includes a voltage phase detector that detects the voltage phase of the output signal from the signal source, and a voltage phase detector that detects the current phase of the output signal. a phase comparator that detects the phase difference between the voltage and current of the output signal based on the detection signal of each of the phase detectors, and a driver that varies the variable reactance of the tuned circuit section; a controller that controls the driver based on the output of the phase comparator; the tuning circuit section includes a variable reactance made of a variable inductor or a variable capacitor, and a variable reactance in parallel with the variable reactance of the matching circuit section. It is characterized by being constructed from a series resonant circuit with a capacitor.

[作用] 自動追従回路により、出力信号の電圧と電流の
位相差に基づいて同調回路部の可変リアクタンス
が可変制御されると、伝送ライン上のインピーダ
ンスは抵抗成分一定のまま、リアクタンス成分の
み変動されることになり、リアクタンス成分が零
となる点で同調が完了する。そしてこの自動追従
状態で整合回路部の可変リアクタンスを可変し、
信号源と負荷との間のインピーダンス整合を行
う。
[Operation] When the automatic tracking circuit variably controls the variable reactance of the tuned circuit section based on the phase difference between the voltage and current of the output signal, the impedance on the transmission line changes only the reactance component while the resistance component remains constant. Therefore, tuning is completed at the point where the reactance component becomes zero. Then, in this automatic tracking state, the variable reactance of the matching circuit section is varied,
Performs impedance matching between the signal source and the load.

[実施例] 第1図は本発明の一実施例を示す回路図であ
る。
[Embodiment] FIG. 1 is a circuit diagram showing an embodiment of the present invention.

この実施例におけるインピーダンス整合回路
は、送信機12と空中線13との間のインピーダ
ンス整合を行うもので、送信機12に対して可変
インダクタ14とコンデンサ15とを順次直列接
続して構成した直列共振回路による同調回路部
と、この可変インダクタ14とコンデンサ15の
接続点より空中線13に直列接続された可変イン
ダクタ16を有して構成される整合回路部とを備
えている。
The impedance matching circuit in this embodiment performs impedance matching between the transmitter 12 and the antenna 13, and is a series resonant circuit configured by sequentially connecting a variable inductor 14 and a capacitor 15 to the transmitter 12 in series. and a matching circuit section including a variable inductor 16 connected in series to the antenna 13 from a connection point between the variable inductor 14 and the capacitor 15.

この構成により、同調回路部、及び整合回路部
はT型接続のローパスフイルタを形成し、かつ、
送信機12で発生する高周波成分を除去すること
ができる。
With this configuration, the tuning circuit section and the matching circuit section form a T-type connected low-pass filter, and
High frequency components generated by the transmitter 12 can be removed.

ところで、このような送信回路において、空中
線13側のインピーダンスを送信機12の特性イ
ンピーダンスZpに整合させる場合、可変インダク
タ16のリアクタンス値がXL2の時、伝送ライン
上の点Aにおける負荷側インピーダンス値をR1
+jX1(整合する負荷側インピーダンスの範囲内
でX1<0となる様にコンデンサ15の容量C15
値を予め決定しておく)とし、可変インダクタ1
4のリアクタンス値をXL1とすると、伝送ライン
上のB点における負荷側インピーダンスは R1+j(X1+XL1 となる。従つて、 X1+XL1=0すなわちXL1=−X1 となるようにXL1を可変することにより同調を行
う。
By the way, in such a transmitting circuit, when matching the impedance on the antenna 13 side to the characteristic impedance Z p of the transmitter 12, when the reactance value of the variable inductor 16 is X L2 , the load side impedance at point A on the transmission line is value R 1
+ j _
4's reactance value is X L1 , the load-side impedance at point B on the transmission line is R 1 + j (X 1 + X L1 . Therefore, X 1 + X L1 = 0, that is, X L1 = -X 1 . Tuning is performed by varying X L1 as shown.

そしてこの時、伝送ライン上のB点における負
荷側インピーダンスは、抵抗分R1のみとなり、
可変インダクタ16のあるリアクタンス値に対す
る伝送ライン上のB点におけるVSWRは最小と
なる。従つて、可変インダクタ14のリアクタン
ス値を自動追従回路によつて抵抗分R1のみに維
持しつつ、VSWRが小さくなる方向に可変イン
ダクタ16を制御し、VSWR=1(Zp=R1)とな
つた状態でインピーダンス整合を完了することが
できる。
At this time, the load side impedance at point B on the transmission line is only the resistance component R1 ,
The VSWR at point B on the transmission line for a certain reactance value of the variable inductor 16 is minimum. Therefore, while maintaining the reactance value of the variable inductor 14 at only the resistance R 1 by the automatic tracking circuit, the variable inductor 16 is controlled in the direction of decreasing the VSWR, and VSWR = 1 (Z p = R 1 ). Impedance matching can be completed in a relaxed state.

本実施例では以上の原理に基づき、同調回路部
の可変インダクタ14を自動追従回路にて制御す
るとともに、整合回路部の可変インダクタ16を
VSWR検出器24及びVSWR指示器25に基づ
いて操作することにより、送信機12と空中線1
3との間のインピーダンス整合を行うようになつ
ている。
In this embodiment, based on the above principle, the variable inductor 14 in the tuning circuit section is controlled by an automatic tracking circuit, and the variable inductor 16 in the matching circuit section is controlled.
By operating based on the VSWR detector 24 and the VSWR indicator 25, the transmitter 12 and the antenna 1
3 and impedance matching between the two.

すなわち、同調回路部、及び整合回路部が合わ
せてT型接続のローパスフイルタを形成している
ため、同調回路部は一つの同調点となり、かつ、
整合回路部のインピーダンス整合と分けてそれぞ
れ確実に行えることになる。
That is, since the tuned circuit section and the matching circuit section together form a T-type connected low-pass filter, the tuned circuit section becomes one tuning point, and
This means that the impedance matching of the matching circuit section can be performed separately and reliably.

以下、各構成要素について順次説明する。 Each component will be explained in turn below.

同調回路部は、コンデンサ15の容量性リアク
タンスに対して可変インダクタ14の誘導性リア
クタンスを可変することにより、伝送ライン上の
B点における負荷側インピーダンスのリアクタン
ス成分を零とし、伝送ライン上の同調をとるもの
である。ところで、この実施例における送信機1
2は、出力段にパワートランジスタを用いたもの
で、その伝送ラインは全体的に低インピーダンス
となつている。従つて、同調回路部も可変インダ
クタ14の入力段にコンデンサを設けない直列共
振回路として構成できる。
The tuning circuit unit makes the reactance component of the load-side impedance at point B on the transmission line zero by varying the inductive reactance of the variable inductor 14 with respect to the capacitive reactance of the capacitor 15, thereby adjusting the tuning on the transmission line. It is something to take. By the way, the transmitter 1 in this embodiment
No. 2 uses a power transistor in the output stage, and its transmission line has low impedance as a whole. Therefore, the tuning circuit section can also be configured as a series resonant circuit without a capacitor provided at the input stage of the variable inductor 14.

また、このような同調回路部の可変インダクタ
14を制御する自動追従回路は、信号源12から
の発振出力信号の電圧位相を検出する電圧位相検
出器17と、この発振出力信号の電流位相を検出
する電流位相検出器18と、これら位相検出器1
7,18の検出信号に基づいて上記発振出力信号
の電圧と電流の位相差を検出する位相比較器19
と、可変インダクタ14を機械的に可変制御する
駆動器である回転器20と、この回転器20を位
相比較器19の電圧出力に基づいて制御する制御
器21を備えて構成されており、可変インダクタ
14を伝送ライン上のインピーダンスのうちのリ
アクタンス成分を零とする方向に自動的に可変制
御するようになつている。なお、可変インダクタ
14を駆動する手段としては、回転器20に限ら
ず、スライド駆動によるもの等、種々採用でき
る。
The automatic tracking circuit that controls the variable inductor 14 of the tuned circuit section includes a voltage phase detector 17 that detects the voltage phase of the oscillation output signal from the signal source 12, and a voltage phase detector 17 that detects the current phase of the oscillation output signal. current phase detector 18 and these phase detectors 1
a phase comparator 19 that detects the phase difference between the voltage and current of the oscillation output signal based on the detection signals of 7 and 18;
, a rotator 20 that is a driver that mechanically and variably controls the variable inductor 14, and a controller 21 that controls the rotator 20 based on the voltage output of the phase comparator 19. The inductor 14 is automatically variably controlled in a direction that makes the reactance component of the impedance on the transmission line zero. Note that the means for driving the variable inductor 14 is not limited to the rotator 20, and various methods such as a slide drive may be employed.

第2図はこのような可変インダクタ14の可変
制御に基づき、伝送ライン上のB点から負荷側を
見たインピーダンスの変化の軌跡C1を示すスミ
スチヤートである。この図から分るように、負荷
側インピーダンスは可変インダクタ14の可変に
よつて抵抗値を一定に保つたまま、リアクタンス
成分のみが増減し、同調点fすなわちリアクタン
ス成分が零となつて軌跡C1が基線Dと交差する
点で、VSWRが軌跡C1上の最小値をとることに
なる。
FIG. 2 is a Smith chart showing a locus C 1 of impedance change viewed from point B on the transmission line to the load side based on such variable control of the variable inductor 14. As can be seen from this figure, the load side impedance is kept constant by changing the variable inductor 14, and only the reactance component increases or decreases, and the tuning point f, that is, the reactance component becomes zero, and the trajectory C 1 At the point where VSWR intersects the baseline D, VSWR takes the minimum value on the locus C1 .

また、整合回路部は、可変インダクタ16とこ
の前段のコンデンサ15による並列共振回路及び
この可変インダクタ16の後段に設けられる複数
段のインダクタ22とコンデンサ23の並列回路
(なお、図示の例では1段のみ設けられている)
によつて構成されている。
The matching circuit section includes a parallel resonant circuit including a variable inductor 16 and a capacitor 15 in the preceding stage, and a parallel circuit including a plurality of stages of inductors 22 and capacitors 23 provided after the variable inductor 16 (in the illustrated example, one stage is used). (provided only)
It is composed of.

さらに、送信機12の出力段側には、整合状態
を監視するためのVSWR検出器24とVSWR指
示器25が設けられている。この実施例では、
VSWR検出器24による検出に基づいてVSWR
指示器25により表示されるVSWRの値に基づ
き、このVSWRの値が小さくなる方向に可変イ
ンダクタ16を手動操作して送信器12と空中線
13とのインピーダンス整合を行うようになつて
いる。すなわち、VSWRの値が1となつたとき、
送信器12の特性インピーダンスと空中線13側
のインピーダンスとが一致することから、この状
態に可変インダクタ16を制御して整合調整を行
う。なおこの整合調整による可変インダクタ16
のリアクタンス変動に対応して上述した自動追従
回路が作動し、可変インダクタ14を自動的に可
変制御して伝送ライン上の同調状態を維持する。
従つてこの整合動作において、前述したスミスチ
ヤートのf点に位置された負荷側インピーダンス
は、結果的に抵抗分のみ変動して基線D上を移動
し、VSWRが1となるg点に変位されることに
なる。
Further, on the output stage side of the transmitter 12, a VSWR detector 24 and a VSWR indicator 25 are provided for monitoring the matching state. In this example,
VSWR based on detection by VSWR detector 24
Based on the VSWR value displayed by the indicator 25, impedance matching between the transmitter 12 and the antenna 13 is performed by manually operating the variable inductor 16 in a direction in which the VSWR value becomes smaller. In other words, when the value of VSWR becomes 1,
Since the characteristic impedance of the transmitter 12 and the impedance on the side of the antenna 13 match, matching adjustment is performed by controlling the variable inductor 16 to maintain this state. The variable inductor 16 due to this matching adjustment
The above-mentioned automatic follow-up circuit operates in response to reactance fluctuations, and automatically controls the variable inductor 14 to maintain the tuned state on the transmission line.
Therefore, in this matching operation, the load-side impedance located at point f of the Smith Chart mentioned above changes only by the resistance and moves on the base line D, and is displaced to point g where VSWR becomes 1. It turns out.

以上のように、本実施例では、整合用の可変イ
ンダクタ16の可変制御に対し、自動追従回路が
作動した場合、直列共振による同調回路部によつ
て同調点fが必ずインピーダンス軌跡C1上の
VSWRが最小値となる特性をもつことから、こ
の自動追従回路を作動させたまま整合用の可変イ
ンダクタ16をVSWRが小さくなる方向に可変
していけば良く、極めて確実かつ容易に整合調整
を行うことができる。
As described above, in this embodiment, when the automatic tracking circuit operates for variable control of the variable inductor 16 for matching, the tuning point f is always located on the impedance locus C 1 by the tuning circuit section based on series resonance.
Since the VSWR has the characteristic of minimizing the value, it is sufficient to keep this automatic tracking circuit operating and vary the variable inductor 16 for matching in the direction of decreasing the VSWR, and the matching adjustment can be performed extremely reliably and easily. be able to.

また、この実施例の同調装置では、自動追従回
路による同調制御の際に、負荷側インピーダンス
の軌跡C1が抵抗値一定の同心円上を通ることに
なり、同調点は1つだけとなることから、自動追
従回路による可変インダクタ14の可変方向が容
量性と誘導性の判別によつて常に確定できる。従
つて第7図に示す従来の場合のように、追従不能
な領域が発生することがなく、広い追従範囲を得
ることができる。
In addition, in the tuning device of this embodiment, when the automatic tracking circuit performs tuning control, the locus C 1 of the load side impedance passes on a concentric circle with a constant resistance value, and there is only one tuning point. , the variable direction of the variable inductor 14 by the automatic tracking circuit can always be determined by determining whether it is capacitive or inductive. Therefore, unlike the conventional case shown in FIG. 7, there is no region where tracking is not possible, and a wide tracking range can be obtained.

また、前記実施例では、VSWRの値に基づい
て整合用の可変インダクタ16を手動操作する構
成について述べたが、例えば第3図に示すよう
に、VSWR検出器24の出力に基づいて整合状
態を判別し、自動的に整合用の可変インダクタ1
6を制御する構成であつても良い。
Further, in the above embodiment, a configuration was described in which the variable inductor 16 for matching is manually operated based on the value of VSWR, but for example, as shown in FIG. Variable inductor 1 for identification and automatic matching
6 may also be configured.

この実施例では、自動追従回路による同調時の
VSWRの値を適宜記憶する記憶装置26と、こ
のVSWRの値を比較演算して可変インダクタ1
6の可変方向及び可変量を決定する演算装置27
と、可変インダクタ16を機械的に可変制御する
回転器28と、演算装置27の演算出力に基づい
て回転器28を駆動制御する制御器29を備えて
構成されている。
In this example, when tuning by the automatic tracking circuit,
A memory device 26 stores the value of VSWR as appropriate, and the value of VSWR is compared with the variable inductor 1.
Arithmetic unit 27 that determines the variable direction and variable amount of 6.
, a rotator 28 that mechanically variably controls the variable inductor 16 , and a controller 29 that drives and controls the rotator 28 based on the calculation output of the calculation device 27 .

この整合回路では、上述した自動追従回路によ
る最初の同調時にVSWR検出器24の検出値
VS1を記憶装置26に記憶した後、可変インダク
タ16を予め定めた方向に一定量だけ可変し、再
び自動追従回路によつて同調が行われた時の
VSWR検出器24の検出値VS2を記憶装置26
に記憶する。そして、この2つの検出値VS1及び
VS2の大小を演算装置27によつて判別し、この
結果に基づいて可変インダクタ16を制御し、
VSo=1となつた時点で整合調整を完了する。こ
れによつて完全自動の整合調整が行える。
In this matching circuit, the detection value of the VSWR detector 24 is
After storing VS 1 in the storage device 26, the variable inductor 16 is varied by a certain amount in a predetermined direction, and when tuning is performed again by the automatic tracking circuit.
The detected value VS 2 of the VSWR detector 24 is stored in the storage device 26.
to be memorized. Then, these two detected values VS 1 and
The magnitude of VS 2 is determined by the arithmetic unit 27, and the variable inductor 16 is controlled based on this result,
The matching adjustment is completed when VS o =1. This allows for fully automatic alignment adjustment.

また、前記実施例では、同調回路部の可変リア
クタンス素子として可変インダクタ14を用いた
が、第4図に示すように、可変コンデンサ30と
コンデンサ32による直列共振回路で同調回路部
を構成しても良いし、第5図に示すように、可変
コンデンサ33、インダクタ34及びコンデンサ
35による直列共振回路で同調回路部を構成して
も良い。これら、第4図、及び第5図に示す前記
各実施例の変形例においても、同調回路部、及び
整合回路部は、T型接続のバンドパスフイルタを
形成しており、前述した実施例同様、送信機12
の高周波成分を除去できるとともに、同調回路部
の同調、及び整合回路部の整合を分離してそれぞ
れ確実に行える。なおこの場合、可変コンデンサ
30,33の可変制御によつて同調をとることか
ら、その他のコンデンサ32,35及びインダク
タ34は、同調回路部が予め全体として誘導性リ
アクタンスをもつように設定されている。
Further, in the above embodiment, the variable inductor 14 was used as the variable reactance element of the tuned circuit section, but as shown in FIG. Alternatively, as shown in FIG. 5, the tuning circuit section may be configured with a series resonant circuit including a variable capacitor 33, an inductor 34, and a capacitor 35. In these modified examples of each of the embodiments shown in FIGS. 4 and 5, the tuning circuit section and the matching circuit section form a T-connected bandpass filter, similar to the embodiments described above. , transmitter 12
In addition to eliminating high frequency components, the tuning of the tuning circuit section and the matching of the matching circuit section can be performed separately and reliably. In this case, since tuning is achieved by variable control of the variable capacitors 30 and 33, the other capacitors 32 and 35 and the inductor 34 are set in advance so that the tuning circuit section as a whole has inductive reactance. .

また、前記実施例では、整合状態の検出を
VSWR検出器24によつて行つていたが、例え
ば信号源の出力が一定である場合には、反射電力
検出器やその指示器を用いて同様の整合操作を行
うことができる。なおこの場合には、反射電力が
零のときに最適な整合状態となる。
In addition, in the embodiment described above, the detection of the matching state is
Although this is performed using the VSWR detector 24, for example, if the output of the signal source is constant, a similar matching operation can be performed using a reflected power detector or its indicator. Note that in this case, the optimum matching state is achieved when the reflected power is zero.

さらに、このようなVSWR検出器24や反射
電力検出器の代りに抵抗値検出器やその指示器に
よつて整合状態の検出を行うこともできる。すな
わちこれは、前述の自動追従回路により、負荷側
インピーダンスが抵抗成分のみとなる同調制御が
適正に行われることを条件として可能となるもの
であり、抵抗値と特性インピーダンスとが一致し
たときに、最適な整合状態となる。
Furthermore, instead of such a VSWR detector 24 or a reflected power detector, a resistance value detector or its indicator may be used to detect the matching state. In other words, this is possible on the condition that the above-mentioned automatic tracking circuit properly performs tuning control so that the load-side impedance is only a resistance component, and when the resistance value and the characteristic impedance match, Optimal consistency is reached.

[発明の効果] 以上説明したように、本発明によれば、直列共
振回路によつて同調回路部を構成したことから、
自動追従装置による確実な同調制御を行うことが
でき、これに伴つてインピーダンス整合も容易と
なるとともに、広い追従範囲を得ることができる
効果がある。
[Effects of the Invention] As explained above, according to the present invention, since the tuned circuit section is configured by a series resonant circuit,
Reliable tuning control can be performed by the automatic tracking device, and along with this, impedance matching becomes easy and a wide tracking range can be obtained.

また、同調回路部と整合回路部は、いわゆるT
型接続によるローパスフイルタ又は、バンドパス
フイルタで構成したため、下記の効果が得られ
る。
In addition, the tuning circuit section and the matching circuit section are so-called T
Since it is configured with a low-pass filter or a band-pass filter using type connection, the following effects can be obtained.

送信機で発生する、高周波成分を除去するこ
とができる。
High frequency components generated by the transmitter can be removed.

送信機の出力段にパワートランジスタを用い
た場合でも、タツプアツプ用トランスを用いず
にインピーダンス整合を行える。
Even when a power transistor is used in the output stage of the transmitter, impedance matching can be performed without using a tap-up transformer.

同調回路部は、一つの同調点しか存在しない
ため、可変インダクタンスを可変するのみで自
動的に、しかも確実に同調をとることができ
る。
Since there is only one tuning point in the tuning circuit section, tuning can be achieved automatically and reliably by simply varying the variable inductance.

また、整合回路部により、送信機の特性インピ
ーダンスと空中線のインピーダンスを整合させる
構成であり、可変インダクタタンスをVSWRの
値が1となるまで小さくなるように整合の調整が
なされるものであり、この整合調整は、伝送ライ
ン上のリアクタンス成分が零となる自動追従回路
の出力に基づいて、つまり、同調時に行われるも
のであるため、確実な整合をとることができるよ
うになる。
In addition, the matching circuit unit is configured to match the characteristic impedance of the transmitter and the impedance of the antenna, and the matching is adjusted so that the variable inductance is reduced until the value of VSWR becomes 1. Since the matching adjustment is performed based on the output of the automatic tracking circuit in which the reactance component on the transmission line becomes zero, that is, at the time of tuning, reliable matching can be achieved.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明の一実施例を示す回路図、第2
図は同実施例における同調制御の作用を説明する
スミスチヤート、第3図は本発明の他の実施例を
示す回路図、第4図は本発明のさらに他の実施例
における同調回路部を示す回路図、第5図は本発
明のさらに他の実施例における同調回路部を示す
回路図、第6図は従来技術の一例を示す回路図、
第7図は第6図に示す従来技術の同調制御におけ
る作用を説明するスミスチヤートである。 12……送信機(信号源)、13……空中線
(負荷)、14……同調用の可変インダクタ、1
5,32,35……コンデンサ、16……整合用
の可変インダクタ、17……電圧位相検出器、1
8……電流位相検出器、19……位相比較器、2
0……回転器、21……制御器、30,33……
同調用の可変コンデンサ。
Figure 1 is a circuit diagram showing one embodiment of the present invention, Figure 2 is a circuit diagram showing an embodiment of the present invention.
The figure is a Smith Chart explaining the action of tuning control in the same embodiment, FIG. 3 is a circuit diagram showing another embodiment of the invention, and FIG. 4 is a tuning circuit section in still another embodiment of the invention. A circuit diagram, FIG. 5 is a circuit diagram showing a tuning circuit section in yet another embodiment of the present invention, and FIG. 6 is a circuit diagram showing an example of the conventional technology.
FIG. 7 is a Smith chart illustrating the operation of the prior art tuning control shown in FIG. 6. 12... Transmitter (signal source), 13... Antenna (load), 14... Variable inductor for tuning, 1
5, 32, 35... Capacitor, 16... Variable inductor for matching, 17... Voltage phase detector, 1
8... Current phase detector, 19... Phase comparator, 2
0... Rotator, 21... Controller, 30, 33...
Variable capacitor for tuning.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 信号源と負荷との伝送ライン上に設けられ、
上記信号源と直列に接続された同調回路部の可変
リアクタンスを自動追従回路によつて自動調整す
ることにより伝送ライン上の同調をとるととも
に、整合状態検出器の出力により同調回路部の出
力段に設けられる整合回路部の可変リアクタンス
を調整することにより、信号源と負荷とのインピ
ーダンス整合を行うための自動同調装置におい
て; 上記自動追従回路は、信号源からの出力信号の
電圧位相を検出する電圧位相検出器17と、上記
出力信号の電流位相を検出する電流位相検出器1
8と、上記各位相検出器17,18の検出信号に
基づいて上記出力信号の電圧と電流の位相差を検
出する位相比較器19と、上記同調回路部の可変
リアクタンス14,30,33を可変する駆動器
20と、該駆動器を上記位相比較器の出力に基づ
いて制御する制御器21とを有し; 上記同調回路部と上記整合回路部は、一端から
上記出力信号を入力し他端から出力する第1の可
変リアクタンス14,30,33と、第1の可変
リアクタンスの他端に一端が接続され他端が上記
負荷13に接続される第2の可変リアクタンス1
6と、第1の可変リアクタンスの他端に一端が接
続され他端が上記自動追従回路の基準電源に接続
される第3のリアクタンス15とからなるT型ロ
ーパスフイルタ又はT型バンドパスフイルタで構
成され、 しかも、上記同調回路部は、上記第1の可変リ
アクタンスである可変インダクタ14又は可変コ
ンデンサ30,33と、第3のリアクタンスであ
るコンデンサ15より構成され、 上記整合回路部は、上記位相比較器と上記整合
状態検出器24の出力に基づいて可変する第2の
可変リアクタンスである、可変インダクタ16
と、第3のリアクタンスであるコンデンサ15よ
り構成されていることを特徴とする自動同調装
置。 2 上記整合回路部が、上記位相比較器と上記整
合状態検出器24の出力に基づいて可変する第2
の可変リアクタンスである。可変インダクタ16
と、第3のリアクタンスであるコンデンサ15
と、上記自動追従回路の第1の同調時における上
記整合状態検出器の第1の検出値(VS1)と、上
記自動追従回路の第2の同調時における上記整合
状態検出器の第2の検出値(VS2)を記憶する記
憶装置26と、第1の検出値と第2の検出値を比
較する演算装置27と、該演算装置の出力により
前記可変インダクタ16を駆動する駆動器28
と、該駆動器を演算装置の出力により駆動制御す
る制御器29とから構成されることを特徴とする
特許請求の範囲第1項記載の自動同調装置。
[Claims] 1. Provided on a transmission line between a signal source and a load,
The automatic tracking circuit automatically adjusts the variable reactance of the tuned circuit connected in series with the above signal source to achieve tuning on the transmission line, and the output stage of the tuned circuit is controlled by the output of the matching state detector. In an automatic tuning device for performing impedance matching between a signal source and a load by adjusting the variable reactance of a matching circuit section provided; a phase detector 17 and a current phase detector 1 that detects the current phase of the output signal
8, a phase comparator 19 that detects the phase difference between the voltage and current of the output signal based on the detection signals of the phase detectors 17 and 18, and variable reactances 14, 30, and 33 of the tuned circuit section. and a controller 21 that controls the driver based on the output of the phase comparator; the tuning circuit section and the matching circuit section receive the output signal from one end and input the output signal from the other end. and a second variable reactance 1 whose one end is connected to the other end of the first variable reactance and the other end is connected to the load 13.
6, and a third reactance 15, one end of which is connected to the other end of the first variable reactance, and the other end of which is connected to the reference power source of the automatic tracking circuit. Moreover, the tuning circuit section is composed of the variable inductor 14 or the variable capacitors 30, 33, which is the first variable reactance, and the capacitor 15, which is the third reactance, and the matching circuit section is configured to perform the phase comparison. a variable inductor 16, which is a second variable reactance that varies based on the output of the matching state detector 24;
and a capacitor 15 which is a third reactance. 2 The matching circuit unit has a second
is the variable reactance of variable inductor 16
and capacitor 15, which is the third reactance.
, a first detection value (VS1) of the matching state detector during the first tuning of the automatic tracking circuit, and a second detection value of the matching state detector during the second tuning of the automatic tracking circuit. A storage device 26 that stores the value (VS2), an arithmetic device 27 that compares the first detected value and the second detected value, and a driver 28 that drives the variable inductor 16 using the output of the arithmetic device.
2. The automatic tuning device according to claim 1, further comprising: a controller 29 for driving and controlling the driver according to an output from an arithmetic unit.
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