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JP2002232304A - Impedance matching device - Google Patents

Impedance matching device

Info

Publication number
JP2002232304A
JP2002232304A JP2001025228A JP2001025228A JP2002232304A JP 2002232304 A JP2002232304 A JP 2002232304A JP 2001025228 A JP2001025228 A JP 2001025228A JP 2001025228 A JP2001025228 A JP 2001025228A JP 2002232304 A JP2002232304 A JP 2002232304A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
matching
transmission signal
impedance
circuit
variable element
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.)
Pending
Application number
JP2001025228A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Takao Sato
孝雄 佐藤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kokusai Denki Electric Inc
Original Assignee
Hitachi Kokusai Electric Inc
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Kokusai Electric Inc filed Critical Hitachi Kokusai Electric Inc
Priority to JP2001025228A priority Critical patent/JP2002232304A/en
Publication of JP2002232304A publication Critical patent/JP2002232304A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 送信機の送信信号発生回路とアンテナとをイ
ンピーダンス整合させるインピーダンス整合装置で、整
合回路が有する可変素子のリアクタンスを変化させるた
めのリレーの切替にかかる負担を低減させる。 【解決手段】 送信機の送信信号発生回路7とアンテナ
8との間に設けられる整合回路6を備え、当該整合回路
6が有する可変素子X1〜X3のリアクタンスをリレー
の切替により変化させて送信信号発生回路7とアンテナ
8とをインピーダンス整合させるに際して、整合手段4
が送信信号発生回路7からの送信信号がオフであるとき
にリレーを切り替えて可変素子X1〜X3のリアクタン
スを変化させて送信信号発生回路7とアンテナ8とをイ
ンピーダンス整合させる。
(57) Abstract: An impedance matching device for impedance matching between a transmission signal generation circuit of a transmitter and an antenna, and reduces the load on switching of a relay for changing the reactance of a variable element included in the matching circuit. . A matching circuit is provided between a transmission signal generation circuit of a transmitter and an antenna, and the reactance of variable elements of the matching circuit is changed by switching a relay to transmit a transmission signal. When impedance matching between the generating circuit 7 and the antenna 8 is performed,
When the transmission signal from the transmission signal generation circuit 7 is off, the relay is switched to change the reactances of the variable elements X1 to X3 to match the impedance between the transmission signal generation circuit 7 and the antenna 8.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、送信機の送信信号
発生回路とアンテナとをインピーダンス整合させるイン
ピーダンス整合装置に関し、特に、整合回路が有する可
変素子のリアクタンスを変化させるためのリレーの切替
にかかる負担を低減させたインピーダンス整合装置に関
する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an impedance matching device for impedance matching between a transmission signal generation circuit of a transmitter and an antenna, and more particularly to switching of a relay for changing the reactance of a variable element included in the matching circuit. The present invention relates to an impedance matching device with reduced burden.

【0002】[0002]

【従来の技術】例えば通信装置等において電源側の回路
から負荷側の回路へ電力を供給する場合に、これら2つ
の回路の接続点に整合回路を挿入して電源側と負荷側の
インピーダンスを整合させることが行われている。この
ようにしてインピーダンスを整合させると、2つの回路
の接続点で電力の反射による損失がなくなり、負荷側に
最大電力を供給することができる。
2. Description of the Related Art For example, when power is supplied from a circuit on a power supply side to a circuit on a load side in a communication device or the like, a matching circuit is inserted into a connection point between these two circuits to match impedances on the power supply side and the load side. Let it be done. When the impedances are matched in this way, there is no loss due to power reflection at the connection point between the two circuits, and the maximum power can be supplied to the load side.

【0003】図3には、このような整合回路16を備え
たデジタルインピーダンス整合装置の回路構成例を示し
てある。同図に示したデジタルインピーダンス整合装置
は、インピーダンス誤差検出器(DISC)11と、A
/D(アナログ−デジタル)変換器12と、コンパレー
タ(電圧比較器)13と、MPU(マイクロプロセッサ
ユニット)14と、可変素子の切替駆動回路15と、整
合回路16とから構成されており、例えばインピーダン
スZ1を有した入力側の送信信号発生回路17とインピ
ーダンスZ2を有した出力側のアンテナ18との間に設
けられている。なお、例えば複素インピーダンスの形で
表されるインピーダンスZ1、Z2は、一般に、処理対
象となる信号の周波数に応じて変化し得る。
FIG. 3 shows an example of a circuit configuration of a digital impedance matching device provided with such a matching circuit 16. The digital impedance matching device shown in the figure includes an impedance error detector (DISC) 11 and A
It comprises an / D (analog-digital) converter 12, a comparator (voltage comparator) 13, an MPU (microprocessor unit) 14, a variable element switching drive circuit 15, and a matching circuit 16, for example. It is provided between an input-side transmission signal generating circuit 17 having an impedance Z1 and an output-side antenna 18 having an impedance Z2. Note that, for example, the impedances Z1 and Z2 expressed in the form of complex impedances can generally change according to the frequency of a signal to be processed.

【0004】また、同図に示した例では、整合回路16
は3つの可変素子(整合用可変素子)Y1〜Y3から構
成されている。具体的には、整合用可変素子Y1の一端
が整合回路16の入力端と接続されており、当該整合用
可変素子Y1の他端が整合用可変素子Y3の一端と接続
されており、当該整合用可変素子Y3の他端が整合回路
16の出力端と接続されている。また、これら2つの整
合用可変素子Y1、Y3の接続点に整合用可変素子Y2
の一端が接続されており、当該整合用可変素子Y2の他
端が接地されている。
[0004] In the example shown in FIG.
Is composed of three variable elements (matching variable elements) Y1 to Y3. Specifically, one end of the matching variable element Y1 is connected to the input terminal of the matching circuit 16, and the other end of the matching variable element Y1 is connected to one end of the matching variable element Y3. The other end of the variable element for use Y3 is connected to the output terminal of the matching circuit 16. A matching variable element Y2 is connected to a connection point of these two matching variable elements Y1 and Y3.
Is connected, and the other end of the matching variable element Y2 is grounded.

【0005】ここで、各整合用可変素子Y1〜Y3はそ
れぞれ、例えばリレーの切替によりリアクタンスを複数
の離散的な値に段階的にバイナリステップで切り替える
ことが可能なコンデンサ群やコイル群を用いて構成され
ている。
Here, each of the matching variable elements Y1 to Y3 uses a group of capacitors and a group of coils that can switch the reactance to a plurality of discrete values stepwise in binary steps, for example, by switching relays. It is configured.

【0006】一例として、図4(a)には、n個のコン
デンサC1〜Cn及びn個のリレーK1〜Knを用いて
構成された整合用可変素子の構成例を示してある。ここ
で、nは複数である。この整合用可変素子では、入力端
にn個の各リレーK1〜Knの一端が並列に接続されて
おり、各リレーK1〜Knの他端がそれぞれ各コンデン
サC1〜Cnの一端に接続されており、これらn個のコ
ンデンサC1〜Cnの他端が出力端に接続されている。
このような整合用可変素子では、各リレーK1〜Knの
開閉切替の状態に応じて当該整合用可変素子全体として
のコンデンサの容量をバイナリステップで可変に切り替
えることが可能であり、これにより、リアクタンスがバ
イナリステップで可変に切り替えられる。
As an example, FIG. 4A shows a configuration example of a matching variable element formed by using n capacitors C1 to Cn and n relays K1 to Kn. Here, n is plural. In this matching variable element, one end of each of n relays K1 to Kn is connected in parallel to an input terminal, and the other end of each relay K1 to Kn is connected to one end of each of capacitors C1 to Cn. The other ends of the n capacitors C1 to Cn are connected to output terminals.
In such a matching variable element, the capacitance of the capacitor as the entire matching variable element can be variably switched in a binary step in accordance with the open / close switching state of each of the relays K1 to Kn. Are variably switched in binary steps.

【0007】また、他の例として、図4(b)には、m
個のコイルL1〜Lm及びm個のリレーS1〜Smを用
いて構成された整合用可変素子の構成例を示してある。
ここで、mは複数である。この整合用可変素子では、入
力端と出力端との間にm個のコイルL1〜Lmが直列に
接続されており、各コイルL1〜Lmの両端の間に各リ
レーS1〜Smが接続されている。このような整合用可
変素子では、各リレーS1〜Smの開閉切替の状態に応
じて当該整合用可変素子全体としてのコイルのインダク
タンスをバイナリステップで可変に切り替えることが可
能であり、これにより、リアクタンスがバイナリステッ
プで可変に切り替えられる。
[0007] As another example, FIG.
2 shows an example of the configuration of a matching variable element formed by using coils L1 to Lm and m relays S1 to Sm.
Here, m is plural. In this matching variable element, m coils L1 to Lm are connected in series between an input terminal and an output terminal, and relays S1 to Sm are connected between both ends of each coil L1 to Lm. I have. In such a matching variable element, the inductance of the coil as the entire matching variable element can be variably switched in a binary step according to the open / close switching state of each of the relays S1 to Sm. Are variably switched in binary steps.

【0008】次に、上記図3に示したデジタルインピー
ダンス整合装置により行われる整合動作の一例を示す。
同図に示したデジタルインピーダンス整合装置では、送
信信号発生回路17により発生させられた送信信号がイ
ンピーダンス誤差検出器11に入力された後に整合回路
16を通ってアンテナ18へ出力されるに際して、次の
ようにして、入力側の送信信号発生回路17と出力側の
アンテナ18とをインピーダンス整合させる。
Next, an example of the matching operation performed by the digital impedance matching device shown in FIG. 3 will be described.
In the digital impedance matching device shown in the figure, when the transmission signal generated by the transmission signal generation circuit 17 is input to the impedance error detector 11 and then output to the antenna 18 through the matching circuit 16, the following In this way, the impedance of the transmission signal generation circuit 17 on the input side is matched with that of the antenna 18 on the output side.

【0009】すなわち、インピーダンス誤差検出器11
により検出される各要素がA/D変換器12やコンパレ
ータ13によりデジタル化されてMPU14に入力さ
れ、そして、MPU14が入力されるデジタル信号に基
づいて可変素子の切替駆動回路15を介して各整合用可
変素子Y1〜Y3のリアクタンスを調整することにより
整合回路16全体としてのインピーダンスを調整して、
これにより入力側と出力側とをインピーダンス整合させ
る。
That is, the impedance error detector 11
Are converted into digital signals by the A / D converter 12 and the comparator 13 and input to the MPU 14, and each matching is performed by the MPU 14 via the variable element switching drive circuit 15 based on the input digital signal. By adjusting the reactances of the variable elements Y1 to Y3, the impedance of the entire matching circuit 16 is adjusted,
Thus, the input side and the output side are impedance-matched.

【0010】具体的には、インピーダンス誤差検出器1
1は、入力側のインピーダンスZ1と出力側のインピー
ダンスZ2とのインピーダンス誤差を例えば抵抗成分
(R)と位相成分(φ)とに分離して検出し、検出した
インピーダンス誤差をコンパレータ13を介してデジタ
ル信号へ変換してMPU14へ出力する。
Specifically, the impedance error detector 1
1 detects an impedance error between the input-side impedance Z1 and the output-side impedance Z2 by separating it into, for example, a resistance component (R) and a phase component (φ), and digitally detects the detected impedance error via a comparator 13. The signal is converted to a signal and output to the MPU 14.

【0011】MPU14は、コンパレータ13から入力
されるデジタル信号に基づいて、インピーダンス誤差の
抵抗成分や位相成分をゼロにするための或いはゼロに近
づけるための各整合用可変素子Y1〜Y3のリアクタン
ス増減方向を判定し、判定したリアクタンス増減方向の
制御を行うための制御信号e、制御信号f、制御信号g
を可変素子の切替駆動回路15へ出力する。
The MPU 14 is arranged to increase or decrease the reactance of each of the matching variable elements Y1 to Y3 to make the resistance component or the phase component of the impedance error zero or close to zero based on the digital signal inputted from the comparator 13. Control signal e, control signal f, and control signal g for performing control in the determined reactance increase / decrease direction.
Is output to the switching drive circuit 15 of the variable element.

【0012】可変素子の切替駆動回路15は、MPU1
4から入力される制御信号e、制御信号f、制御信号g
を各整合用可変素子Y1〜Y3に備えられたリレー(可
変素子切替用リレー)を切替駆動するための信号e’、
信号f’、信号g’へ変換して出力し、これにより各整
合用可変素子Y1〜Y3のリアクタンスをバイナリステ
ップで変化させて入力側と出力側とのインピーダンス整
合を実現する。なお、同図では、可変素子の切替駆動回
路15から各整合用可変素子Y1〜Y3への信号線につ
いては点線で示して見易くしてある。
The switching drive circuit 15 for the variable element includes the MPU 1
Control signal e, control signal f, control signal g
A signal e ′ for switching and driving a relay (variable element switching relay) provided in each of the matching variable elements Y1 to Y3,
The signal f 'and the signal g' are converted and output, whereby the reactance of each of the matching variable elements Y1 to Y3 is changed in a binary step to realize impedance matching between the input side and the output side. It should be noted that the signal lines from the variable element switching drive circuit 15 to the respective matching variable elements Y1 to Y3 are indicated by dotted lines in FIG.

【0013】なお、インピーダンス整合を行う従来技術
の例として、特公平6−46712号公報に記載された
自動アンテナチューナでは、送信機の出力部(送信信号
発生回路)とアンテナとをインピーダンス整合させるに
際して、アンテナに入力する送信波の周波数からバンド
帯を判定して当該バンド帯に対応するタップ切替を整合
用コイルに施すことや、送信波のキャリアを検出した場
合には当該タップ切替を実行する一方、検出しない場合
には当該タップ切替を実行せずに既に設定されているタ
ップの状態を保持することなどが行われている。
As an example of a conventional technique for performing impedance matching, in an automatic antenna tuner described in Japanese Patent Publication No. 6-46712, an impedance matching between an output unit (transmission signal generating circuit) of a transmitter and an antenna is performed. In the meantime, it is possible to determine the band from the frequency of the transmission wave input to the antenna and to perform tap switching corresponding to the band to the matching coil, or to execute the tap switching when the carrier of the transmission wave is detected. In the case where no tap is detected, the tap switching is not executed and the state of the already set tap is maintained.

【0014】[0014]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、例えば
上記図3に示したような従来のインピーダンス整合装置
では、インピーダンス誤差検出回路11によりインピー
ダンス誤差を抵抗成分と位相成分とに分離して検出する
ことが行われることから、インピーダンス誤差検出器1
1の入力側から高周波電力の送信信号を印加する必要が
あり、このため、高周波電力を印加した状態で各整合用
可変素子Y1〜Y3の可変素子切替用リレーを切り替え
ることが行われている。
However, in the conventional impedance matching device shown in FIG. 3, for example, the impedance error detecting circuit 11 detects the impedance error by separating it into a resistance component and a phase component. The impedance error detector 1
It is necessary to apply a high-frequency power transmission signal from the input side of the input device 1. For this reason, the variable element switching relays of the matching variable elements Y1 to Y3 are switched in a state where the high-frequency power is applied.

【0015】そして、このような従来のインピーダンス
整合装置では、高周波電力が印加された状態でリレー切
替を行うホットスイッチングに耐えられるリレーを可変
素子切替用リレーとして用いることが必要となることか
ら、リレー接点定格の大きいリレーが要求されることと
なってしまい、結果として、特殊で高価格なリレーが必
要となってしまうといった不具合があった。
In such a conventional impedance matching device, it is necessary to use a relay capable of withstanding hot switching for performing relay switching in a state where high-frequency power is applied as a variable element switching relay. A relay having a large contact rating is required, and as a result, a special and expensive relay is required.

【0016】本発明は、このような従来の課題を解決す
るためになされたもので、送信機の送信信号発生回路と
アンテナとをインピーダンス整合させるに際して、整合
回路が有する可変素子のリアクタンスを変化させるため
のリレーの切替にかかる負担を低減させることができ、
これにより、例えば一般品で低価格なリレーを可変素子
切替用リレーとして用いることを可能とするインピーダ
ンス整合装置を提供することを目的とする。
The present invention has been made to solve such a conventional problem. When impedance matching is performed between a transmission signal generation circuit of a transmitter and an antenna, the reactance of a variable element included in the matching circuit is changed. The load on switching the relays for
Thus, an object of the present invention is to provide an impedance matching device that enables a general-purpose, low-cost relay to be used as a variable element switching relay, for example.

【0017】[0017]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明に係るインピーダンス整合装置では、送信機
の送信信号発生回路とアンテナとの間に設けられる整合
回路を備え、当該整合回路が有する可変素子のリアクタ
ンスをリレーの切替により変化させて送信信号発生回路
とアンテナとをインピーダンス整合させるに際して、整
合手段が送信信号発生回路からの送信信号がオフである
ときにリレーを切り替えて可変素子のリアクタンスを変
化させて送信信号発生回路とアンテナとをインピーダン
ス整合させる。
In order to achieve the above object, an impedance matching device according to the present invention includes a matching circuit provided between a transmission signal generation circuit of a transmitter and an antenna, and the matching circuit has When the impedance of the transmission signal generation circuit and the antenna is matched by changing the reactance of the variable element by switching the relay, the matching means switches the relay when the transmission signal from the transmission signal generation circuit is off, and reacts the variable element. Is changed so that the transmission signal generation circuit and the antenna are impedance-matched.

【0018】従って、送信機の送信信号発生回路とアン
テナとをインピーダンス整合させるに際して、整合回路
が有する可変素子のリアクタンスを変化させるためのリ
レーの切替にかかる負担を低減させることができ、これ
により、例えば一般品で低価格なリレーを可変素子切替
用リレーとして用いることを可能とすることができる。
Therefore, when impedance matching is performed between the transmission signal generation circuit of the transmitter and the antenna, it is possible to reduce the burden of switching the relay for changing the reactance of the variable element included in the matching circuit. For example, a general-purpose, low-cost relay can be used as a variable element switching relay.

【0019】ここで、送信機としては、例えば無線通信
装置に備えられる種々な送信機が用いられてもよい。ま
た、送信信号発生回路としては、例えば無線送信信号を
発生する種々な送信信号発生回路が用いられてもよい。
また、アンテナとしては、種々なものが用いられてもよ
い。また、整合回路としては、種々な構成の回路が用い
られてもよい。また、可変素子としては、例えばコイル
やコンデンサやこれら両方を用いて構成することができ
る。
Here, as the transmitter, for example, various transmitters provided in a wireless communication device may be used. Further, as the transmission signal generation circuit, for example, various transmission signal generation circuits that generate wireless transmission signals may be used.
Also, various antennas may be used. Also, circuits having various configurations may be used as the matching circuit. The variable element can be configured using, for example, a coil, a capacitor, or both.

【0020】また、送信信号としては、例えば高周波電
力の送信信号を送信信号発生回路により発生させてアン
テナにより無線送信する送信機に本発明を適用するのが
好適であるが、他の送信機に本発明を適用することも可
能である。また、送信信号がオフであるときにリレーを
切り替える態様としては、一例として、送信信号のオン
オフ状態を判定して送信信号がオフであるときにリレー
を切り替えるような態様を用いることができ、他の例と
して、リレーを切り替えるときには送信信号をオフとす
るように制御するような態様を用いることも可能であ
る。
As the transmission signal, it is preferable to apply the present invention to a transmitter that generates a high-frequency power transmission signal by a transmission signal generation circuit and wirelessly transmits the signal by an antenna. It is also possible to apply the present invention. As an example of switching the relay when the transmission signal is off, as an example, a mode in which the on / off state of the transmission signal is determined and the relay is switched when the transmission signal is off can be used. As an example, it is also possible to use a mode in which the transmission signal is controlled to be turned off when the relay is switched.

【0021】[0021]

【発明の実施の形態】本発明の一実施例に係るデジタル
インピーダンス整合装置を図面を参照して説明する。図
1には、本発明に係るインピーダンス整合装置を適用し
た本例のデジタルインピーダンス整合装置の回路構成例
を示してある。同図に示されるように、本例のデジタル
インピーダンス整合装置は、インピーダンス誤差検出器
1と、A/D変換器2と、コンパレータ3と、MPU4
と、可変素子の切替駆動回路5と、整合回路6とから構
成されている。また、本例のデジタルインピーダンス整
合装置は、例えばインピーダンスZ1を有した入力側の
送信信号発生回路7とインピーダンスZ2を有した出力
側のアンテナ8との間に設けられており、送信信号発生
回路7及びアンテナ8は、本発明を適用した通信装置の
送信機に備えられている。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A digital impedance matching device according to one embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 shows a circuit configuration example of a digital impedance matching device of the present example to which the impedance matching device according to the present invention is applied. As shown in the figure, the digital impedance matching device of the present example comprises an impedance error detector 1, an A / D converter 2, a comparator 3, an MPU 4
And a variable element switching drive circuit 5 and a matching circuit 6. The digital impedance matching device of the present example is provided, for example, between the input-side transmission signal generation circuit 7 having the impedance Z1 and the output-side antenna 8 having the impedance Z2. The antenna 8 is provided in a transmitter of a communication device to which the present invention is applied.

【0022】また、同図に示されるように、整合回路6
は3つの可変素子(整合用可変素子)X1〜X3から構
成されている。具体的には、整合用可変素子X1の一端
が整合回路6の入力端と接続されており、当該整合用可
変素子X1の他端が整合用可変素子X3の一端と接続さ
れており、当該整合用可変素子X3の他端が整合回路6
の出力端と接続されている。また、これら2つの整合用
可変素子X1、X3の接続点に整合用可変素子X2の一
端が接続されており、当該整合用可変素子X2の他端が
接地されている。また、各整合用可変素子X1〜X3
は、例えば上記図4(a)や同図(b)に示したような
回路を用いて構成することができる。
Further, as shown in FIG.
Is composed of three variable elements (matching variable elements) X1 to X3. Specifically, one end of the matching variable element X1 is connected to the input end of the matching circuit 6, and the other end of the matching variable element X1 is connected to one end of the matching variable element X3. The other end of the variable element X3 is a matching circuit 6
Connected to the output end of the Further, one end of the matching variable element X2 is connected to a connection point of the two matching variable elements X1 and X3, and the other end of the matching variable element X2 is grounded. Further, each matching variable element X1 to X3
Can be configured using a circuit as shown in, for example, FIGS. 4A and 4B.

【0023】次に、本例のデジタルインピーダンス整合
装置により行われる整合動作の一例を示す。なお、本例
のデジタルインピーダンス整合装置により行われる整合
動作は、MPU4が可変素子切替用リレーの切替に際し
て送信信号発生回路7を制御して送信信号をオフにする
といった点を除いては、例えば上記図3に示したデジタ
ルインピーダンス整合装置により行われる整合動作と同
様である。
Next, an example of the matching operation performed by the digital impedance matching device of this embodiment will be described. Note that the matching operation performed by the digital impedance matching device of the present example is, for example, as described above, except that the MPU 4 controls the transmission signal generation circuit 7 to turn off the transmission signal when switching the variable element switching relay. This is the same as the matching operation performed by the digital impedance matching device shown in FIG.

【0024】具体的には、本例のデジタルインピーダン
ス整合装置では、送信信号発生回路7により発生させら
れた送信信号がインピーダンス誤差検出器1に入力され
た後に整合回路6を通ってアンテナ8へ出力されるに際
して、次のようにして、入力側の送信信号発生回路7と
出力側のアンテナ8とをインピーダンス整合させる。
Specifically, in the digital impedance matching device of this embodiment, the transmission signal generated by the transmission signal generation circuit 7 is input to the impedance error detector 1 and then output to the antenna 8 through the matching circuit 6. At this time, the impedance of the transmission signal generating circuit 7 on the input side and the antenna 8 on the output side are matched as follows.

【0025】すなわち、インピーダンス誤差検出器1に
より検出される各要素がA/D変換器2やコンパレータ
3によりデジタル化されてMPU4に入力され、そし
て、MPU4が入力されるデジタル信号に基づいて可変
素子の切替駆動回路5を介して各整合用可変素子X1〜
X3のリアクタンスを調整することにより整合回路6全
体としてのインピーダンスを調整して、これにより入力
側と出力側とをインピーダンス整合させる。また、MP
U4は、各整合用可変素子X1〜X3に備えられたリレ
ーを切り替えるに際して、送信信号発生回路7を制御し
て送信信号をオフにする。
That is, each element detected by the impedance error detector 1 is digitized by the A / D converter 2 and the comparator 3 and input to the MPU 4, and the variable element is set based on the digital signal input to the MPU 4. Of each matching variable element X1 through the switching drive circuit 5
The impedance of the entire matching circuit 6 is adjusted by adjusting the reactance of X3, and thereby the input side and the output side are impedance-matched. Also, MP
U4 controls the transmission signal generation circuit 7 to switch off the transmission signal when switching the relays provided in each of the matching variable elements X1 to X3.

【0026】具体的には、インピーダンス誤差検出器1
は、入力側のインピーダンスZ1と出力側のインピーダ
ンスZ2とのインピーダンス誤差を例えば抵抗成分
(R)と位相成分(φ)とに分離して検出し、検出した
インピーダンス誤差をコンパレータ3を介してデジタル
信号へ変換してMPU4へ出力する。
Specifically, the impedance error detector 1
Detects an impedance error between an input-side impedance Z1 and an output-side impedance Z2, for example, by separating it into a resistance component (R) and a phase component (φ), and detects the detected impedance error via a comparator 3 as a digital signal. And outputs it to MPU4.

【0027】MPU4は、コンパレータ3から入力され
るデジタル信号に基づいて、インピーダンス誤差の抵抗
成分や位相成分をゼロにするための或いはゼロに近づけ
るための各整合用可変素子X1〜X3のリアクタンス増
減方向を判定し、判定したリアクタンス増減方向の制御
を行うための制御信号a、制御信号b、制御信号cを可
変素子の切替駆動回路5へ出力する。
The MPU 4 is configured to increase or decrease the reactance of each of the matching variable elements X1 to X3 to make the resistance component or the phase component of the impedance error zero or close to zero based on the digital signal input from the comparator 3. And outputs a control signal a, a control signal b, and a control signal c for controlling the determined reactance increasing / decreasing direction to the switching drive circuit 5 of the variable element.

【0028】また、MPU4は、上記のような制御信号
a、b、cを可変素子の切替駆動回路5へ出力するに際
して、これらの制御信号a、b、cに同期させて、送信
信号発生回路7からの送信信号の出力をオンオフ切替す
るための送信オン/オフ信号dを送信信号発生回路7へ
出力する。
When the MPU 4 outputs the control signals a, b, and c as described above to the variable element switching drive circuit 5, the MPU 4 synchronizes the control signals a, b, and c with the transmission signal generation circuit. A transmission on / off signal d for switching on / off the output of the transmission signal from the transmission signal generator 7 is output to the transmission signal generation circuit 7.

【0029】可変素子の切替駆動回路5は、MPU4か
ら入力される制御信号a、制御信号b、制御信号cを各
整合用可変素子X1〜X3に備えられたリレー(可変素
子切替用リレー)を切替駆動するための信号a’、信号
b’、信号c’へ変換して出力し、これにより各整合用
可変素子X1〜X3のリアクタンスをバイナリステップ
で変化させて入力側と出力側とのインピーダンス整合を
実現する。なお、図1では、可変素子の切替駆動回路5
から各整合用可変素子X1〜X3への信号線については
点線で示して見易くしてある。
The variable element switching drive circuit 5 converts the control signal a, control signal b, and control signal c input from the MPU 4 to the relays (variable element switching relays) provided in the respective matching variable elements X1 to X3. A signal a ', a signal b', and a signal c 'for switching driving are converted and output, whereby the reactance of each of the matching variable elements X1 to X3 is changed in a binary step, and the impedance between the input side and the output side is changed. Achieve alignment. In FIG. 1, the variable element switching drive circuit 5
Therefore, the signal lines to the matching variable elements X1 to X3 are indicated by dotted lines for easy viewing.

【0030】ここで、図2には、可変素子切替用リレー
を切り替えるためにMPU4から出力される制御信号
a、b、cの出力タイミングの一例を(a)に示すとと
もに、送信信号発生回路7からの送信信号をオンオフす
るためにMPU4から出力される送信オン/オフ信号d
の出力タイミングの一例を(b)に示してあり、これら
2つの出力タイミングの関係の一例を示してある。な
お、同図(a)及び同図(b)中の横軸は時刻を示して
おり、縦軸は信号レベルを示している。
FIG. 2A shows an example of the output timing of the control signals a, b and c output from the MPU 4 for switching the variable element switching relay, and FIG. Transmission on / off signal d output from MPU 4 to turn on / off the transmission signal from
(B) shows an example of the output timing, and an example of the relationship between these two output timings is shown. Note that the horizontal axes in FIGS. 7A and 7B indicate time, and the vertical axes indicate signal levels.

【0031】同図(a)及び同図(b)に示されるよう
に、本例では、送信信号発生回路7からの送信信号がオ
フであるときにオフ又はオンの制御信号a、b、cを出
力して、これにより、各整合用可変素子X1〜X3の可
変素子切替用リレーがそれぞれオフ又はオンの制御信号
a、b、cに応じて開閉されるときには、送信信号がオ
フとされて当該可変素子切替用リレーの接点に高周波電
力が印加されないことを保証している。なお、本例で
は、説明の便宜上から、各制御信号a、b、cがオフ又
はオンの信号であるとして説明したが、各制御信号a、
b、cとしては種々な信号が用いられてもよく、同様
に、送信オン/オフ信号dなどとしても種々な信号が用
いられてもよい。
As shown in FIGS. 3A and 3B, in this example, when the transmission signal from the transmission signal generating circuit 7 is off, the control signals a, b, c which are turned off or on. When the variable element switching relays of the respective matching variable elements X1 to X3 are opened and closed according to the control signals a, b, and c that are turned off or on, the transmission signal is turned off. This guarantees that no high-frequency power is applied to the contacts of the variable element switching relay. In this example, for convenience of explanation, the control signals a, b, and c have been described as being off or on signals.
Various signals may be used as b and c, and similarly, various signals may be used as the transmission on / off signal d and the like.

【0032】以上のように、本例のデジタルインピーダ
ンス整合装置では、可変素子切替用リレーを切り替える
ときに、当該切替を行うための制御信号a、b、cに同
期して、送信信号発生回路7を制御して整合回路6への
高周波電力の送信信号の印加をオフにすることが行われ
る。
As described above, in the digital impedance matching device of the present embodiment, when the variable element switching relay is switched, the transmission signal generation circuit 7 is synchronized with the control signals a, b, and c for performing the switching. To turn off the application of the transmission signal of the high-frequency power to the matching circuit 6.

【0033】従って、本例のデジタルインピーダンス整
合装置では、送信機の送信信号発生回路7とアンテナ8
とをインピーダンス整合させるに際して、整合回路6が
有する整合用可変素子X1〜X3のリアクタンスを変化
させるためのリレーの切替にかかる負担を低減させるこ
とができ、これにより、例えば一般品で低価格なリレー
を可変素子切替用リレーとして用いることができる。
Therefore, in the digital impedance matching device of this embodiment, the transmission signal generation circuit 7 of the transmitter and the antenna 8
When impedance matching is performed, it is possible to reduce the burden of switching the relays for changing the reactances of the matching variable elements X1 to X3 included in the matching circuit 6, whereby, for example, a general-purpose low-cost relay Can be used as a variable element switching relay.

【0034】具体的には、本例のデジタルインピーダン
ス整合装置では、高周波電力がリレー接点に印加されて
いない状態でリレー切替を行うコールドスイッチングの
タイプのリレーを可変素子切替用リレーとして用いるこ
とができ、これにより、一般用のリレーを用いることが
可能なことからリレーの選択範囲を拡大することがで
き、この結果、低価格なリレーを用いることが可能とな
る。
Specifically, in the digital impedance matching device of the present embodiment, a cold switching type relay that performs relay switching in a state where high frequency power is not applied to the relay contact can be used as a variable element switching relay. Accordingly, since a general-purpose relay can be used, the selection range of the relay can be expanded, and as a result, a low-cost relay can be used.

【0035】なお、本例では、MPU4の制御により送
信信号発生回路7からの送信信号がオフ(出力されてい
ない状態)であるときに可変素子切替用リレーを切り替
えて整合用可変素子X1〜X3のリアクタンスを変化さ
せて送信信号発生回路7とアンテナ8とをインピーダン
ス整合させる機能により、本発明に言う整合手段が構成
されている。
In this embodiment, when the transmission signal from the transmission signal generating circuit 7 is off (in a state where it is not output) under the control of the MPU 4, the variable element switching relay is switched to change the matching variable elements X1 to X3. The function of matching the impedance of the transmission signal generation circuit 7 and the antenna 8 by changing the reactance of the transmission signal generating circuit 7 constitutes the matching means according to the present invention.

【0036】また、本例では、各整合用可変素子X1〜
X3のリアクタンスを変化させるための可変素子切替用
リレーを切り替えるときに送信信号発生回路7からの送
信信号をオフとするような制御を行ったが、他の構成と
して、例えば送信信号発生回路からの送信信号を監視し
て当該送信信号がオフであるときに可変素子切替用リレ
ーを切り替えるような構成を用いることもできる。つま
り、本例では、可変素子切替用リレーを切り替えるため
の制御信号a、b、cに同期して送信信号をオフとした
が、他の構成として、送信信号に同期して可変素子切替
用リレーを切り替えるための制御信号を出力するような
構成を用いることもできる。
In this embodiment, the matching variable elements X1 to X1
Control was performed such that the transmission signal from the transmission signal generation circuit 7 was turned off when switching the variable element switching relay for changing the reactance of X3. It is also possible to use a configuration in which the transmission signal is monitored and the variable element switching relay is switched when the transmission signal is off. That is, in this example, the transmission signal is turned off in synchronization with the control signals a, b, and c for switching the variable element switching relay. However, as another configuration, the variable element switching relay is synchronized with the transmission signal. It is also possible to use a configuration that outputs a control signal for switching the mode.

【0037】ここで、本発明に係るインピーダンス整合
装置の構成としては、必ずしも以上に示したものに限ら
れず、種々な構成が用いられてもよい。また、本発明の
適用分野としては、必ずしも以上に示したものに限られ
ず、本発明は、種々な分野に適用することが可能なもの
である。一例として、本発明では送信機の送信信号発生
回路とアンテナとをインピーダンス整合させるインピー
ダンス整合装置を提供するが、これと同様な構成を有す
るインピーダンス整合装置の整合回路を入力側の任意の
回路と出力側の任意の回路との間に設けて、これら2つ
の回路のインピーダンスを整合させることも可能であ
る。
Here, the configuration of the impedance matching device according to the present invention is not necessarily limited to the configuration described above, and various configurations may be used. Further, the application field of the present invention is not necessarily limited to the above-described fields, and the present invention can be applied to various fields. As an example, the present invention provides an impedance matching device for impedance matching between a transmission signal generation circuit of a transmitter and an antenna. However, a matching circuit of an impedance matching device having a similar configuration can be provided with an arbitrary circuit on the input side and an output. It is also possible to provide between any two circuits on the side to match the impedance of these two circuits.

【0038】また、本発明に係るインピーダンス整合装
置において行われる各種の処理としては、例えばプロセ
ッサやメモリ等を備えたハードウエア資源においてプロ
セッサがROMに格納された制御プログラムを実行する
ことにより制御される構成が用いられてもよく、また、
例えば当該処理を実行するための各機能手段が独立した
ハードウエア回路として構成されてもよい。また、本発
明は上記の制御プログラムを格納したフロッピー(登録
商標)ディスクやCD−ROM等のコンピュータにより
読み取り可能な記録媒体や当該プログラム(自体)とし
て把握することもでき、当該制御プログラムを記録媒体
からコンピュータに入力してプロセッサに実行させるこ
とにより、本発明に係る処理を遂行させることができ
る。
Various processes performed in the impedance matching device according to the present invention are controlled, for example, by the processor executing a control program stored in the ROM on hardware resources including a processor and a memory. A configuration may be used, and
For example, each functional means for executing the processing may be configured as an independent hardware circuit. Further, the present invention can be understood as a computer-readable recording medium such as a floppy (registered trademark) disk or a CD-ROM storing the above-mentioned control program or the program (the program itself). By inputting the information to a computer and causing the processor to execute the processing, the processing according to the present invention can be performed.

【0039】[0039]

【発明の効果】以上説明したように、本発明に係るイン
ピーダンス整合装置によると、送信機の送信信号発生回
路とアンテナとの間に設けられる整合回路を備え、当該
整合回路が有する可変素子のリアクタンスをリレーの切
替により変化させて送信信号発生回路とアンテナとをイ
ンピーダンス整合させるに際して、送信信号発生回路か
らの送信信号がオフであるときにリレーを切り替えて可
変素子のリアクタンスを変化させて送信信号発生回路と
アンテナとをインピーダンス整合させるようにしたた
め、整合回路が有する可変素子のリアクタンスを変化さ
せるためのリレーの切替にかかる負担を低減させること
ができ、これにより、例えば一般品で低価格なリレーを
可変素子切替用リレーとして用いることを可能とするこ
とができる。
As described above, according to the impedance matching device of the present invention, a matching circuit is provided between a transmission signal generating circuit of a transmitter and an antenna, and the reactance of a variable element included in the matching circuit is provided. When the transmission signal from the transmission signal generating circuit is turned off, the relay is switched to change the reactance of the variable element to change the reactance of the variable element. Since the circuit and the antenna are impedance-matched, it is possible to reduce the burden of switching the relay for changing the reactance of the variable element included in the matching circuit. It can be used as a variable element switching relay.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】 本発明の一実施例に係るデジタルインピーダ
ンス整合装置の回路構成例を示す図である。
FIG. 1 is a diagram illustrating a circuit configuration example of a digital impedance matching device according to an embodiment of the present invention.

【図2】 可変素子可変用の制御信号と送信オン/オフ
信号との出力タイミングの関係の一例を示す図である。
FIG. 2 is a diagram illustrating an example of a relationship between output timings of a variable element variable control signal and a transmission on / off signal.

【図3】 従来例に係るデジタルインピーダンス整合装
置の回路構成例を示す図である。
FIG. 3 is a diagram illustrating a circuit configuration example of a digital impedance matching device according to a conventional example.

【図4】 リアクタンスがバイナリステップで切替可能
な整合用可変素子の構成例を示す図である。
FIG. 4 is a diagram illustrating a configuration example of a matching variable element whose reactance can be switched in a binary step.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1・・インピーダンス誤差検出器(DISC)、 2・
・A/D変換器、3・・コンパレータ、 4・・MPU
(マイクロプロセッサユニット)、5・・可変素子の切
替駆動回路、 6・・整合回路、7・・送信信号発生回
路、 8・・アンテナ、X1〜X3・・整合用可変素
子、 K1〜Kn、S1〜Sm・・リレー、C1〜Cn
・・コンデンサ、 L1〜Lm・・コイル、
1. Impedance error detector (DISC) 2.
・ A / D converter, 3 ・ ・ Comparator, 4 ・ ・ MPU
(Microprocessor unit) 5, a variable element switching drive circuit, 6. a matching circuit, 7, a transmission signal generating circuit, 8, an antenna, X1 to X3, a variable element for matching, K1 to Kn, S1 ~ Sm..Relay, C1 ~ Cn
..Capacitors, L1 to Lm coils

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 送信機の送信信号発生回路とアンテナと
の間に設けられる整合回路を備え、当該整合回路が有す
る可変素子のリアクタンスをリレーの切替により変化さ
せて送信信号発生回路とアンテナとをインピーダンス整
合させるインピーダンス整合装置において、 送信信号発生回路からの送信信号がオフであるときにリ
レーを切り替えて可変素子のリアクタンスを変化させて
送信信号発生回路とアンテナとをインピーダンス整合さ
せる整合手段を備えたことを特徴とするインピーダンス
整合装置。
A matching circuit is provided between a transmission signal generation circuit of a transmitter and an antenna, and the transmission signal generation circuit and the antenna are changed by changing the reactance of a variable element of the matching circuit by switching a relay. An impedance matching device for performing impedance matching, comprising: matching means for changing a reactance of a variable element by switching a relay when a transmission signal from a transmission signal generation circuit is off to change impedance of the transmission signal generation circuit and an antenna. An impedance matching device, characterized in that:
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014530543A (en) * 2011-09-13 2014-11-17 クゥアルコム・インコーポレイテッドQualcomm Incorporated Impedance matching circuit having multiple configurations
CN109863201A (en) * 2016-10-28 2019-06-07 旭有机材株式会社 Resin combination, molded product and its manufacturing method

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