(57)【要約】      （修正有）【課題】マッチングネットワークを超音波変換器と共に用いるには、超音波変換器が超音波を送信する場合と、超音波変換器が超音波を受信する場合とを区別しなければならないが、受信時の動作不良を解決する方法を提供する。【解決手段】送信時（図２ａ）、図２ｃ））にはマッチングネットワークの出力端に、非線形のインピーダンス逆並列接続されたダイオード６、７と、インダクタンス３またはキャパシタンス４とから成る直列接続回路５が並列接続され、受信時（図２ｂ）、図２ｄ））には、マッチングネットワークの入力端にこの直列接続回路５を並列接続する。【選択図】図２
2014147070.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
負荷（１）のインピーダンスを電気エネルギー源（２）のインピーダンスに整合させるための、インダクタンス（３）およびキャパシタンス（４）を有するマッチングネットワークにおいて、
前記マッチングネットワークの出力端に、非線形のインピーダンスと前記インダクタンス（３）または前記キャパシタンス（４）とから成る直列接続回路（５）が並列接続されている
ことを特徴とするマッチングネットワーク。
【請求項２】
前記非線形のインピーダンスとして、２つの逆並列接続されたダイオード（６，７）が設けられている、
請求項１記載のマッチングネットワーク。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、負荷のインピーダンスを電圧源または電流源ないしは電気エネルギー源のインピーダンスに整合させるための、インダクタンスとキャパシタンスとを有するマッチングネットワークに関する。
【背景技術】
【０００２】
しばしば、電圧源または電流源と言うことが多いが、これは通常、電気エネルギー源を意味する。というのも、通常は電圧源は電流を出力し、電流源は電圧を出力して初めてその意義を持つからである（誤解しないでいただきたいが、電流を出力しなくてもよい電圧源も存在する。しかし本発明では、このような電圧源を対象とするものではない）。
【０００３】
一般的に、電気エネルギー源に接続された負荷のインピーダンスが、当該電気エネルギー源のインピーダンスに等しくなると、電気エネルギー源が出力できる電気エネルギーが最大となることが周知となっている。
【０００４】
一般的には、電圧源に接続された負荷のインピーダンスは、この電気エネルギー源のインピーダンスに等しくないので、マッチングネットワークを用いる。これは、電気エネルギー源が、当該電気エネルギー源のインピーダンスに等しいインピーダンスを前記負荷として「見なす」ようにするものである。電気エネルギー源が、当該電気エネルギー源のインピーダンスに等しいインピーダンスを負荷として「見なす」との表現は、以下のことを意味する：
厳密に言うと、上記で言及したマッチングネットワークはもちろん、負荷のインピーダンスを変化させるものではなく、また、負荷のインピーダンスを電気エネルギー源のインピーダンスに合わせて調整するものでもない。むしろ、ここでのマッチングネットワークの用法は、マッチングネットワークを電気エネルギー源と負荷との双方に接続するものである。よって、電気エネルギー源が或るインピーダンスを負荷として「見なす」とは、マッチングネットワークが電気エネルギー源に対し、当該電気エネルギー源のインピーダンスに等しいインピーダンスとなることを意味する。
【０００５】
上記の種類のマッチングネットワークはしばしば、負荷のインピーダンスを電気エネルギーのインピーダンスに整合させるため、インダクタンスとキャパシタンスとを有する。以下の記載では、他に上述の機能を果たす公知または想定可能なマッチングネットワークが存在したとしても、上述の構成のマッチングネットワークを前提とする。
【０００６】
以下、超音波変換器にて用いられるマッチングネットワークを参照して、詳細を説明する。
【０００７】
超音波流量計の重要な構成要素である超音波変換器は、基本的な機能要素として、超音波を送信または受信するように構成された変換素子を有し、これは、多くの場合には圧電素子である。この変換素子を超音波の送信に使用する場合には、変換素子に電気エネルギーを供給する電気エネルギー源が必要となる。上述の変換素子を超音波の受信に用いる場合には、通常はこの変換素子に電気的な増幅器が後置接続される。以下、前者のケースを「送信時」と称し、後者のケースを「受信時」と称する。
【０００８】
マッチングネットワークは４端子回路である。超音波変換器と共に用いる場合には、超音波変換器が超音波を送信する場合（「送信時」）と、超音波変換器が超音波を受信する場合（「受信時」）とを区別しなければならない。「送信時」には、マッチングネットワークを電気エネルギー源に接続し、かつ、超音波変換器の変換素子にも接続しなければならない。それに対して「受信時」には、マッチングネットワークを超音波変換器の変換素子と増幅器とに接続しなければならない。
【０００９】
ここで取り上げている上述のマッチングネットワークと超音波変換器とを併用する場合、超音波変換器が超音波を送信する場合には（「送信時」）思ったように上手くいくが、超音波変換器が超音波を受信するようにしようとすると（「受信時」）、上手くいかないことが確認される。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明の課題は、上述のマッチングネットワークの技術的問題を解決することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題は本発明では、マッチングネットワークの出力端に、非線形のインピーダンスとインダクタンスまたはキャパシタンスとから成る直列接続したものを並列接続して、冒頭に述べた形式のマッチングネットワークを構成することにより解決される。
【００１２】
有利には、前記非線形のインピーダンスは、逆並列接続された２つのダイオードである。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】従来技術のマッチングネットワークを示す。
【図２】本発明のマッチングネットワークを示す。
【実施例】
【００１４】
以下、従来技術を示す図１と、本発明のマッチングネットワークを示す図２とを参酌して、本発明を説明する。
【００１５】
図１に、負荷１のインピーダンスを電気エネルギー源２のインピーダンスに整合させるためのマッチングネットワークを示す。同図中のマッチングネットワークの基本的構成は、インダクタンス３とキャパシタンス４とから構成されたものである。これは、図１と同様、図２でもそのようになっている。図１においても図２においても、概略図（ａ）および（ｃ）は「送信時」用のマッチングネットワークを示しており、概略図（ｂ）および（ｄ）は図１，２の両図において、「受信時」用のマッチングネットワークを示す。
【００１６】
本発明では図２に示すように、概略図（ａ）および（ｃ）の「送信時」にはマッチングネットワークの出力端に、非線形のインピーダンスから成る直列接続回路５が並列接続され、概略図（ｂ）および（ｄ）の「受信時」には、マッチングネットワークの入力端にこの直列接続回路５を並列接続する。この実施例では前記非線形のインピーダンスは、逆並列接続された２つのダイオード６，７である。
【００１７】
「送信時」には、電気エネルギー源２の電圧が十分に高い場合、すなわち前記逆並列接続されたダイオード６，７が導通した場合、図２に示した本発明のマッチングネットワークは通常動作する。「受信時」の場合には、入力電圧が低く、逆並列接続されたダイオード６，７が非導通状態である場合、図中のマッチングネットワークは実際には動作しない。前記負荷１が超音波変換器の変換素子である場合、上述のような「受信時」の状況となる。
【００１８】
その他の点として、図１，２中の概略図（ｂ）にはさらに、「受信時」用に設けられる増幅器９も示している。
【符号の説明】
【００１９】
１    負荷
２    電気エネルギー源
３    インダクタンス
４    キャパシタンス
５    非線形のインピーダンスから成る直列接続回路
６，７  ダイオード
９    増幅器
【図１】
2014147070.tif 000003
【図２】
2014147070.tif 000004
【手続補正書】
【提出日】平成26年1月30日(2014.1.30)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１６】
本発明では図２に示すように、概略図（ａ）および（ｃ）の「送信時」にはマッチングネットワークの出力端に、非線形のインピーダンスと、インダクタンス３またはキャパシタンス４とから成る直列接続回路５が並列接続され、概略図（ｂ）および（ｄ）の「受信時」には、マッチングネットワークの入力端にこの直列接続回路５を並列接続する。この実施例では前記非線形のインピーダンスは、逆並列接続された２つのダイオード６，７である。
【手続補正２】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項１】
負荷（１）のインピーダンスを電気エネルギー源（２）のインピーダンスに整合させるための、インダクタンス（３）およびキャパシタンス（４）を有するマッチングネットワークにおいて、
前記マッチングネットワークの出力端に、または、前記マッチングネットワークの入力端に、非線形のインピーダンスと、前記インダクタンス（３）または前記キャパシタンス（４）とから成る直列接続回路（５）が並列接続されている
ことを特徴とするマッチングネットワーク。