(57)【要約】同調のための共振回路同調システムおよび方法を提供する。共振回路同調システムは、LCR回路と、当該LCR回路と磁気的に結合したリアクタンス素子を備えてもよい。
2009543441.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
LCR回路と；
当該LCR回路に磁気的に結合したリアクタンス素子と；
を備える共振回路同調システム。
【請求項２】
前記リアクタンス素子が、インダクティブ素子と容量性素子の少なくとも1つを含む請求項1に記載の共振回路同調システム。
【請求項３】
前記リアクタンス素子が、可変インダクティブ素子および可変容量性素子の少なくとも1つを含む請求項1に記載の共振回路同調システム。
【請求項４】
前記LCR回路に磁気的に結合した抵抗素子をさらに有する請求項1に記載の共振回路同調システム。
【請求項５】
前記抵抗素子が可変抵抗素子を含む請求項4に記載の共振回路同調システム。
【請求項６】
前記LCR回路が、直列配置と並列配置の少なくとも一方で構成される請求項1に記載の共振回路同調システム。
【請求項７】
前記LCR回路に前記リアクタンス素子を結合する少なくとも1個の磁気的に結合した巻線をさらに有する請求項1に記載の共振回路同調システム。
【請求項８】
前記LCR回路に接続された送信機と受信機の少なくとも一つをさらに有する請求項1に記載の共振回路同調システム。
【請求項９】
前記LCR回路が、送信と受信の少なくとも1つを提供するように構成されたアンテナを有することを特徴とする請求項1に記載の共振回路同調システム。
【請求項１０】
前記リアクタンス素子に接続され、前記リアクタンス素子の動作をコントロールするように構成されたコントローラーをさらに有する請求項1に記載の共振回路同調システム。
【請求項１１】
前記リアクタンス素子のスイッチングをコントロールするために前記コントローラーに接続されたスイッチをさらに有する請求項10に記載の共振回路同調システム。
【請求項１２】
複数のリアクタンス素子をさらに有する請求項10に記載の共振回路同調システム。
【請求項１３】
複数の抵抗素子をさらに有する請求項10に記載の共振回路同調システム。
【請求項１４】
前記LCR回路の少なくとも1個のコイルに前記リアクタンス素子を接続する複数のタップをさらに有する請求項1に記載の共振回路同調システム。
【請求項１５】
前記LCR回路の少なくとも1個のコイルに前記リアクタンス素子を接続する複数のタップをさらに有し；
前記複数のタップは、前記LCR回路のインダクター巻線（inductor winding）に接続された；
請求項1に記載の共振回路同調システム。
【請求項１６】
前記リアクタンス素子が前記LCR回路のインダクティブ巻線（inductive winding）に磁気的に結合されたものであることを特徴とする請求項1に記載の共振回路同調システム。
【請求項１７】
前記LCR回路に磁気的に結合した抵抗素子と；
前記リアクタンス素子と前記抵抗素子を用いて、前記LCR回路の共振周波数とQ値の少なくとも1つをコントロールするように構成されたコントローラーと；
をさらに有する請求項1に記載の共振回路同調システム。
【請求項１８】
電子商品監視(EAS)システムに関連して作動するように、前記LCR回路が構成された請求項1に記載の共振回路同調システム。
【請求項１９】
送信機と受信機の少なくとも1つと；
少なくとも1台の送信機および受信機に接続された少なくとも1本のアンテナと；
前記少なくとも1本のアンテナと同調するように構成された同調回路と；
を備え、前記同調回路は前記アンテナに磁気的に結合した少なくとも1つのリアクタンス素子を有する電子商品監視(EAS)システム。
【請求項２０】
(i)前記リアクタンス素子の切り替えと、(ii)前記リアクタンス素子のレベルの変更の、少なくとも一方をコントロールするように構成されたコントローラーをさらに有する請求項19に記載のEASシステム。
【請求項２１】
前記同調回路は、前記アンテナに磁気的に結合した少なくとも1つの抵抗素子をさらに有することを特徴とする請求項19に記載のEASシステム。
【請求項２２】
(i)前記抵抗素子の切り替えと、(ii)前記抵抗素子のレベルの変更の、少なくとも一方をコントロールするように構成されたコントローラーをさらに有する請求項21に記載のEASシステム。
【請求項２３】
LCR回路を同調する方法であって；
前記LCR回路のインダクターにリアクタンス素子を磁気的に結合し；
前記リアクタンス素子を用いて、前記LCR回路の共振周波数をコントロールする；
工程を含むLCR回路同調方法。
【請求項２４】
前記磁気的に結合する工程は、前記LCR回路の前記インダクターの巻線に前記リアクタンス素子をタッピングすることを有する請求項23に記載のLCR回路同調方法。
【請求項２５】
前記LCR回路がさらにアンテナを有することを特徴とする請求項23に記載のLCR回路同調方法。
【請求項２６】
前記LCR回路のインダクターに抵抗素子を磁気的に結合し、前記抵抗素子を用いて前記LCR回路のQ値をコントロールする工程をさらに有する請求項23に記載のLCR回路同調方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般的には電子同調回路に関し、特にリアクタンス素子と結合した磁場を用いる同調システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
磁場は、多くの電子システムの中で電子商品監視(Electronic Article Surveillance、EAS)、無線周波数識別(Radio Frequency Identification、RFID)、金属検出器、磁気画像システム、リモート・センシング、通信などのような様々な目的に使用される。これらの様々な電子システムでは、磁気コイルは送信機や受信機のどちらかとして使用される。送信機として、コイルは希望された感知する領域へ磁場を発射するために通常使用される。受信機として、コイルは、信号を受け取るためや、あるいはタグ、金属物などの存在を検知するために、ある領域に置かれる。
【０００３】
特に、送信機の場合、磁場を生成する非常に効率的な方法は、送信周波数で送信機に低インピーダンスを提示する直列共振LCR回路の使用を含んでいる。送信機のアンテナからの高磁場レベルを達成するために、送信機がアンテナコイルに高電流を送ることは望ましい。したがって、高性能を達成するために、送信機からコイルに送られた電流を最大化することは望ましい。送信機から送られた電流を最大化する1つの方法は、高いＱ値を備えたLCR回路を使用することである。これは、アンテナコイルのインダクタンスを増加させることにより、およびそのLCR回路の総直列抵抗の低減により遂行されてもよい。
【０００４】
受信機の場合、並列の共振するLCR回路を形成するためにインダクター、コンデンサーおよび抵抗の並列の配置を使用する、異なるタイプの同調された共振回路が、典型的に使用される。この回路形式は、例えば、EASシステム、RFIDタグやRFIDアンテナの受信機の入力や、磁場の検知入力のような、共振におけるコイルのハイインピーダンスを必要とするアプリケーションにおいて使用される。磁気コイルを使用して、受信機アンテナで高感度を達成するために、受信機が受信機入力にハイインピーダンスを示し、またそれによって受信機入力に対して高電圧信号を送ることが望ましい。この高感度を達成する1つの方法は、アンテナを所望の周波数についてより敏感にするために、アンテナのQを増加させることである。直列LCR回路の場合でのように、より高い性能を利用するために高いQの LCR回路を有することは望ましい。
【０００５】
高いQ のLCR回路の使用に実用的な制限がある。多くの使用例では、LCR回路の共振周波数又は同調は、デザインの変化や、例えば扉枠、床、その他のような設置環境における変化、あるいは動作環境中の動的変化により理想と異なる。例えば、同調における設計公差変動は、アンテナコイルの組み立てでの変動や、共振コンデンサーの組み立てでの変動によって引き起こされ、それによってLCR回路のインダクタンスおよび抵抗が影響を受ける。これら組み立てでの変動は、同調と性能に影響する。さらに、いくつかのタイプのアンテナコイルでは、送信アンテナからの磁場を集中するか形成するか、あるいは受信機アンテナの感度を外部磁界に対して増加させるために、透磁性(permeable)の磁性材料を使用する。これらの材料の多くは透磁率と物質的損失に広い許容量を示す。更に、これらの材質性状は、動作する磁場のフラックス密度、運転温度、機械的ストレスなどの変化に応じて変わる。ある材料は、同様にシステムの寿命の間に時間とともに変わる。材料特性のこれら全ての変化は、LCR回路のインダクタンスと損失に影響し、そして同調と性能に影響する。
【０００６】
さらに、使用例の中には、アンテナコイルが、透磁性か導電性の材料であって、アンテナのまわりの磁場を変更するような材料の近くに取り付けられてもよいものもある。磁場を変更することは、コイルのインダクタンスおよびLCR回路の実効抵抗の両方を変更するかもしれず、それによって、LCR回路の同調および性能に影響する。他の使用例では、通常動作中に、アンテナの磁場が、アンテナの近くで移動する透磁性か導電性の材料によってダイナミックに変更されることがある。その結果、これはアンテナのインダクタンスか実効抵抗をダイナミックに変更させ、その結果として、LCR回路の同調および性能に影響する。さらに、いくつかの磁気的結合アンテナは、送信アンテナによって生成され、あるいは感知領域内の受信機アンテナによって検出された、磁場ベクトルの方向をダイナミックに変更するシステムによって使用されるかもしれない。このダイナミックな変化は、様々なアンテナコイル中の電流の相対的位相関係の変更により実現され、コイル間の相互インダクタンスまたは結合係数により、個々のアンテナのインダクタンスを変更するかもしれない。その結果、コイルの有効な共振周波数は、磁気的に結合したコイル中の電流の相対的位相の変化とともに、ダイナミックに変動する。
【０００７】
したがって、アンテナLCR回路の高性能を達成する高Qアンテナの使用が必要であるか、望まれる。しかしながら、高Qアンテナは同調の問題を受けやすい。したがって、例えば動作環境の変化に応じて、LCR回路の同調あるいはQのいずれかを調整することが必要であるか、望まれる。例えば、ある妨害信号は、LCR回路に接続されたシステム、あるいは外部システム装置によって生成する。また、その妨害信号によって、アンテナ同調の変更、あるいはLCR回路のQを減少させる変更が必要となりえる。動作環境のこれらの変化に応答するように、同調や、LCR回路のQをダイナミックに調整する手段は、必要であり、または、望まれる。
【０００８】
LCRアンテナ回路を同調するような既知のシステムおよび方法は、典型的には、システムのコストを増加させて、同調に必要とされ、または、望まれるものを提供するのに、必ずしも満足とは限らない制御装置および他の部品を加えるものである。例えば、それはキャパシタ・バンクの実効キャパシタンスを調整するために、開閉されるようなスイッチに対して、並列または直列に配置された1セットのコンデンサーとして提供されるものである。しかしながら、ＬＣＲ回路のＱが増加すると、この方法では、微調整能力を備えるために、コンデンサーバンクに多くの同調コンデンサーおよび同調スイッチが必要とされる。さらに、ＬＣＲ回路のＱが増加すると、コンデンサーバンクで維持される電圧が増加するので、高電圧動作用として格付けられた、同調コンデンサーおよび同調スイッチ格付けが必要とされる。最後に、コンデンサーバンクが送信機と直列接続されているので、同調コンデンサーおよび同調スイッチは高電流を利用できる仕様である必要がある。したがって、ＬＣＲ回路のＱが増加すると、電圧と電流は同様に増加する。それは、同調コンデンサーおよび同調スイッチが、高電圧および高電流の動作用として格付けられることを要求する。
【０００９】
さらに、インダクターの近くに位置する、1本以上の単一ループ巻線の存在によって、インダクターの磁場を減少させるような、LCR同調システムを提供することは、既知である。切替可能な可能な短絡されたターンは、インダクタンスを繊細に同調するように磁場を変えるために使用され、それは、コンデンサー同調バンク（capacitor tuning bank）の必要性をなくす。しかしながら、単一ループ巻線の各々を短絡させるためにスイッチを閉じると、インダクターの磁場だけを減少させることがあり、その結果として、インダクタンスを減少させる。これは、LCR回路の共振周波数が、当初のLCR周波数よりも高く調節することのみを可能にする。さらに、単一ループ巻線に引き起こされた電流は、スイッチの接合電圧と同様に限界のある伝導性を持った導体およびスイッチを通って流れる。多くの使用例では、誘導電流は、LCR回路のQを劇的に減少させるかもしれない。さらに、短絡させられたターンの中で流れる電流が主インダクタ巻線として反対方向で流れるので、有効磁場は低減され、また、使用例によっては、アンテナの性能が下がるかもしれない。
【００１０】
したがって、既知の方法は、しばしばＬＣＲ回路ＱのＱ値の減少、および、さらに有効磁場の減少に帰着する。これらの減少は、例えばシステムのアンテナの性能の低下のように、システムの性能の低下に帰着する。
【発明の概要】
【００１１】
ある実施例では、共振回路同調システムが、ＬＣＲ回路と、当該ＬＣＲ回路と磁気的に結合したリアクタンス素子とを備えるものとして提供される。
【００１２】
別の実施例では、電子商品監視(EAS)システムは、送信機と受信機の少なくとも一方と、当該送信機か当該受信機に接続された少なくとも1本のアンテナを備えるものとして提供される。EASシステムは、少なくとも1本のアンテナと同調するように構成された同調回路をさらに備えていてもよい。当該同調回路は、当該アンテナに磁気的に結合した少なくとも1つのリアクタンス素子を備えてもよい。
【００１３】
さらに別の実施例では、LCR回路を同調する方法が提供される。その方法は、当該LCR回路のインダクターに磁気的にリアクタンス素子を結合し、当該リアクタンス素子を使用して当該LCR回路の共振周波数を制御することを備えてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
本発明を、他の対象物、目的、特徴および利点とともに、よりよく理解するため、以下図面と共に以下の発明の詳細な説明を参照するべきである。以下において、同じ参照番号は同じ部品を表わす。
【００１５】
【図１】リアクタンス素子を有する本発明の実施例に従って構成された、共振回路同調システムのブロック線図である。
【図２】抵抗性素子と容量性素子を有する本発明の実施例に従って構成された、共振回路同調システムのブロック線図である。
【図３】抵抗性素子とインダクティブ素子を有する本発明の実施例に従って構成された、共振回路同調システムのブロック線図である。
【図４】複数のリアクタンス素子を有する本発明の実施例に従って構成された、共振回路同調システムのブロック線図である。
【図５】リアクタンス素子および複数のタップを有する本発明の実施例に従って構成された、共振回路同調システムのブロック線図である。
【図６】複数のリアクタンス素子および複数の磁気的に結合した巻線を有する本発明の実施例に従って構成された、共振回路同調システムのブロック線図である。
【図７】LCR回路の巻線に磁気的に結合したリアクタンス素子を有する本発明の実施例に従って構成された、共振回路同調システムのブロック線図である。
【図８】可変インダクティブ素子を有する本発明の実施例に従って構成された、共振回路同調システムのブロック線図である。
【図９】可変容量性素子を有する本発明の実施例に従って構成された、共振回路同調システムのブロック線図である。
【図１０】可変容量性素子および可変抵抗素子を有する本発明の実施例に従って構成された、共振回路同調システムのブロック線図である。
【図１１】可変インダクティブ素子および可変抵抗素子を有する本発明の実施例に従って構成された、共振回路同調システムのブロック線図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
本発明の説明を単純かつ容易にするために、本発明を、その様々な実施例に関連してここに記述する。しかしながら、当業者は、本発明の各実施例の特徴および利点が様々な態様で実施されてもよいことを認識すべきである。したがって、ここに記述された実施例は、本発明を制限するものではなく、具体例として述べられるものであることが、了解されるべきである。
【００１７】
本発明の様々な実施例は、1つ以上の磁気的に結合したリアクタンス素子および／または抵抗素子を使用して、LCR回路を同調させるシステムおよび方法を提供する。同調システムおよび方法は、例えば、コイルを送信機か受信機のいずれかとして使用する電子システムの中で、任意のタイプの電子システムに関連して用いられてもよい。本同調システムおよび方法は、さらに、例えば電子商品監視(EAS)、無線電波数識別(RFID)、金属検出器、磁気画像システム、リモート・センシング、コミュニケーション等のような、異なるタイプの応用例中で使用されてもよい。しかしながら、様々な実施例は、必要に応じて異なる電子装置を有する用途のための、別の応用において実施されてもよい。
【００１８】
図1は、本発明の一実施例に従って構成された共振回路同調システム30を示し、磁気的に結合した巻線36と共にリアクタンス素子34に磁気的に結合したLCR回路32を備えている。LCR回路32は、EAS空中線ペデスタル(antenna pedestal)用のアンテナのように、例えば送信または受信アンテナとして、構成されてもよい。さらに、磁気的に結合した巻線36は、任意のタイプの磁気的に結合した素子、例えば任意のタイプの磁場結合した(magnetic field coupled)素子であってもよい。さらに、リアクタンス素子34は、例えば1つ以上の容量性素子および／または1つ以上のインダクティブ素子のように、リアクタンスを提供する任意のタイプの素子であればよい。
【００１９】
LCR回路は並列および／または直列回路かもしれないし、1つの実施例では、第２の容量性素子40およびインダクティブ素子42の並列の組合せに対して、直列に設けられた第1の容量性素子38を有していても良い。磁気的に結合した巻線３６は、ＬＣＲ回路３２のインダクティブ素子４２と磁気的に結合されるような、１つ以上のターンを有し、リアクタンス素子３４は磁気的に結合した巻線３６に接続する。
【００２０】
容量性素子、インダクティブ素子、抵抗素子あるいは別の素子が、ここに言及される場合に、これらの素子は等価な素子を備えてもよいし、等価な素子で変更されてもよいし、等価な素子と交換されてもよい。例えば、容量性素子を有する実施例が示される場合、これは1つ以上のコンデンサーあるいはキャパシタンスを提供する素子を含んでもよい。同様に、例えば、インダクティブ素子を有する実施例が示される場合、これは1つ以上のインダクターあるいはインダクタンスを提供する素子を含んでもよい。また、同様に、例えば、抵抗素子を有する実施例が示される場合、これは1つ以上の抵抗器あるいは抵抗を提供する素子を含む。
【００２１】
共振回路同調システム30は、またスイッチ46によってリアクタンス素子34に接続されたコントローラー44を含んでもよい。コントローラー44はスイッチ46をコントロールするように構成され、そして特に、LCR回路32にリアクタンスの負荷をかけるために、オン状態(接続状態)とオフ状態(断線状態)の間で切り替えるように構成される。例えば、コントローラー44によるスイッチ46のスイッチングは、例えばオペレーターか使用者によってコントロールされるように、手動でもよく、あるいは、そのスイッチングは、例えばシステムコントローラかシステムプログラムによってコントロールされるように、自動的でもよい。スイッチ４６は、例えばスイッチングトランジスタのように、任意の種類のスイッチング素子でもよい。
【００２２】
共振回路同調システム３０は、例えば送信機や受信機のような、通信装置４８に接続されてもよく、またこれらを含んでいてもよい。動作中には、リアクタンス素子34、すなわち同調リアクタンスのスイッチングにより、LCR回路32にリアクタンスの負荷をかけると、LCR回路32の同調を調整する。LCR回路32に接続された通信装置48の同調も、これにより調整される。
【００２３】
図2は、発明の別の実施例に従って構成された共振回路同調システム50を示す。この共振回路同調システム50は、例えば、磁気的に結合した巻線56経由で負荷をかけるコンデンサーのような、容量性素子５４（Ｃ２）に磁気的に結合したLCR回路52を含む。LCR回路５２は、容量性素子５８（Ｃ１）、抵抗素子６０（Ｒ１）およびインダクティブ素子６２（Ｌ１）を有する直列配置で構成される。インダクティブ素子62は一次インダクタンスとも呼ばれ、容量性素子58は共振キャパシタンスとも呼ばれる。磁気的に結合した巻線５６は、インダクティブ素子６４（Ｌ２）と抵抗素子６６（Ｒ２）を含む。磁気的に結合した巻線56のインダクティブ素子64は、結合係数kでLCR回路52のインダクティブ素子62に結合するもので、例えば、磁気的に結合している。LCR回路52は、また電圧源６８（Ｖｓ）に接続される。
【００２４】
ここで、共振回路同調システム50の動作および操作特性を以下に記述する。この記述は、ここに記述された共振回路同調システムの別の様々な実施例に同様に適用することができる。特に、電圧源６８におけるＬＣＲ回路５２のインピーダンスは、方程式１に示される：
【数１】
2009543441.tif 000003
方程式1をZに関して解いて、方程式1の変形された形は以下のように帰着する：
【数２】
2009543441.tif 000004
ここで：
【数３】
2009543441.tif 000005
方程式2のリアクタンスの合計が0である場合、この結合回路の共振周波数が生じる：
【数４】
2009543441.tif 000006
【００２５】
動作において、例えば、インダクティブ素子64のインダクタンスは、インダクティブ素子62のインダクタンスよりはるかに低い値を持つように選択されている。ここで、インダクティブ素子64は、1つの実施例においては、同調巻線である。容量性素子54は容量性素子58と同じ大きさをほぼ持つように選択され、そして、同調目的のコントローラー(図示せず)によって、例えば、同調の目的により必要に応じて、容量性素子52より大きな値や小さな値に、調節される。
【００２６】
同調巻線、すなわちインダクティブ素子64、が開回路の場合には、主巻線、すなわちインダクティブ素子62、の共振周波数は、直列巻線のリアクタンスがXseries =0の場合に生じる。それは、次の場合に生じる：
【数５】
2009543441.tif 000007
【００２７】
例として、典型的なアンテナ回路および同調巻線に関しては、容量性素子54は、抵抗素子66の抵抗およびインダクティブ素子62の誘導性リアクタンスの両方に対して、次のように優位を占める：
【数６】
2009543441.tif 000008
そして
【数７】
2009543441.tif 000009
これが次のように変形する：
【数８】
2009543441.tif 000010
したがって、Xtotal=0の時に、共振が生じる。方程式の解を見つけると、次をもたらす：
【数９】
2009543441.tif 000011
および
【数１０】
2009543441.tif 000012
【００２８】
加えて、新しい共振周波数では、共振インピーダンスが次のようになる：
【数１１】
2009543441.tif 000013
あるいは、相互インダクタンスと同調容量のリアクタンスに置き換えて、次のように表現される：
【数１２】
2009543441.tif 000014
ここで：
【数１３】
2009543441.tif 000015
および
【数１４】
2009543441.tif 000016
これらの方程式から、XC2≫XM12の場合には、抵抗素子66からの回路への実インピーダンスの増加が、非常に小さいことが理解される。
【００２９】
図3に示される別の実施例では、共振回路同調システム70は、図2に示される共振回路同調システム50と同様なものが示されており、従って、同一の参照数字は同一の構成要素を表している。共振回路同調システム50と異なり、容量性素子54はインダクティブ素子７２（Ｌ３）と置換されてもよい。共振回路同調システム50に関して上述されたものと同様の解析技法を用いると、電圧源68でのインピーダンスは次のとおりとなる：
【数１５】
2009543441.tif 000017
ここで：
【数１６】
2009543441.tif 000018
【００３０】
さらに、多くの応用例のために、次の仮定がなされる：
【数１７】
2009543441.tif 000019
また
【数１８】
2009543441.tif 000020
上述したように、共振周波数に関して解くと、下記に至る：
【数１９】
2009543441.tif 000021
また、共振周波数でのインピーダンスは近似的に次のようになる：
【数２０】
2009543441.tif 000022
ここで、
【数２１】
2009543441.tif 000023
例えば、SPICE(Simulation Program with Integrated Circuit Emphasis)、多くの製造元から市販で入手可能な製品、あるいはインピーダンスの図式解法のような回路シミュレーションソフトウェアを用いて、並列のLCR回路の共振周波数の解を評価できる。
【００３１】
図４に示される別の実施例では、共振回路同調システム80は、図１に示される共振回路同調システム３０と同様なものが示されており、従って、同一の参照数字は同一の構成要素を表している。共振回路同調システム30と異なり、リアクタンス素子34は複数のリアクタンス素子84と置換されている。
【００３２】
コントローラー44は複数のスイッチ82をコントロールするように構成されており、特にLCR回路32にリアクタンスの負荷をかけるために、オン状態(接続状態)とオフ状態(断線状態)の間で切り替わるものである。そして、このスイッチ82は、リアクタンス素子84の各々に対応する。コントローラー４４によるスイッチ８２のスイッチングは、例えばオペレーターか使用者によってコントロールされるもので、手動でもよく、例えばシステムプログラムによってコントロールされるもので、自動的でもよい。
【００３３】
図５に示される別の実施例では、共振回路同調システム90は、図１に示される共振回路同調システム３０と同様なものが示されており、従って、同一の参照数字は同一の構成要素を表している。共振回路同調システム30と異なり、リアクタンス素子34は複数のタップに接続されてもよい。特に、リアクタンス素子34は、磁気的に結合した巻線36へのリアクタンス素子34のタッピング（電線接続）を提供する複数のタップ82に接続される。このタッピングは、例えば、磁気的に結合した巻線36のアクティブ部分に含まれる磁気的に結合した巻線36の異なる巻数の選択や、巻線を選択することを可能にする。単一の巻線について、対応するスイッチング素子を有する１以上のタップ８２が提供される。
【００３４】
動作では、コントローラー44は、磁気的に結合した巻線36の一以上のタップ82にリアクタンス素子34を接続する。タップ82の各々は、LCR回路32に対するリアクタンス素子34の異なる結合を提供する。コントローラー44は、磁気的に結合した巻線36中の異なるタップ82にリアクタンス素子34を接続することにより、LCR回路32の同調を調整する。
【００３５】
図６に示される別の実施例では、共振回路同調システム100は、図１に示される共振回路同調システム３０と同様なものが示されており、従って、同一の参照数字は同一の構成要素を表している。共振回路同調システム30と異なり、もう一つのリアクタンス素子102が設けられ、LCR回路32は磁気的に結合した巻線104によりリアクタンス素子102に磁気的に結合している。コントローラー44はスイッチ106経由でリアクタンス素子104に接続される。この実施例では、コントローラー44は、LCR回路32の同調を調整するために、スイッチ46とスイッチ106をコントロールするように構成される。さらに詳しくは、リアクタンス素子34およびリアクタンス素子102は、夫々磁気的に結合した巻線36および磁気的に結合した巻線104を介して、LCR回路32と磁気的に結合される。追加のリアクタンス素子が、同様のやり方で共振回路同調システム100に加えられてもよい。
【００３６】
図７に示される別の実施例では、共振回路同調システム110は、図１に示される共振回路同調システム３０と同様なものが示されており、従って、同一の参照数字は同一の構成要素を表している。共振回路同調システム30と異なり、共振回路同調システム110は、LCR回路32のインダクティブ素子42の巻線114に複数のタップ112を備え、また磁気的に結合した巻線36を備えていない。リアクタンス素子34は、インダクティブ素子42の巻線114に対するリアクタンス素子34のタッピングを提供する複数のタップ112に接続されてもよい。このタッピングは、例えば、異なる巻数の選択や、共振回路同調システム110のアクティブ部分に含まれるようにインダクティブ素子42の巻線114を選択することを可能にする。
【００３７】
動作では、コントローラー44はインダクティブ素子42の一以上のタップ112にリアクタンス素子34を接続する。タップ112の各々は、LCR回路32に対してリアクタンス素子34の異なる結合を提供する。コントローラー44は、インダクティブ素子42の異なるタップ112にリアクタンス素子34を接続することにより、LCR回路32の同調を調整する。例として、磁気的にリアクタンス素子34を連結するために、例えばアンテナの巻線がこの実施例の中で用いられてもよい。
【００３８】
図８に示される別の実施例では、共振回路同調システム120は、図１に示される共振回路同調システム３０と同様なものが示されており、従って、同一の参照数字は同一の構成要素を表している。この実施例では、リアクタンス素子は可変インダクター122のような、可変インダクティブ素子である。また、コントローラー44は、スイッチ46の動作をコントロールし、かつ可変インダクター122のインダクタンスを変えるように構成されている。例えば、別々の制御信号を提供する別々の制御線が含まれてもよい。動作では、コントローラー44は、LCR回路32の同調に可変の調節を提供するために、可変インダクター122の誘導性の値を調整する他に、可変インダクター122のオン状態(接続状態)とオフ状態(断線状態)の間で切り替えるように構成されてもよい。
【００３９】
図９に示される別の実施例では、共振回路同調システム130は、図１に示される共振回路同調システム３０と同様なものが示されており、従って、同一の参照数字は同一の構成要素を表している。この実施例では、リアクタンス素子は、バラクターと呼ばれる可変コンデンサー132のような可変容量性素子である。この実施例では、コントローラー44は、スイッチ46の動作をコントロールし、かつ可変コンデンサー132のキャパシタンスを変えるように構成されている。例えば、別々の制御信号を提供する別々の制御線が含まれてもよい。動作では、コントローラー44は、LCR回路32の同調に可変の調節を提供するために、可変コンデンサー132の容量性の値を調整する他に、可変コンデンサーのオン状態(接続状態)とオフ状態(断線状態)の間で切り替えるように構成されてもよい。
【００４０】
図１０に示される別の実施例では、共振回路同調システム140は、図９に示される共振回路同調システム130と同様なものが示されており、従って、同一の参照数字は同一の構成要素を表している。この実施例では、可変抵抗器142のような可変抵抗素子も提供される。この実施例では、コントローラー44は、スイッチ46の動作をコントロールし、かつ可変コンデンサー132のキャパシタンスおよび可変抵抗器142の抵抗を変えるように構成されている。例えば、別々の制御信号を提供する別々の制御線を有してもよい。動作では、コントローラー44は、可変コンデンサー132と可変抵抗器142のオン状態(接続状態)と、オフ状態(断線状態)の間で切り替えるように構成されている。また、可変コンデンサー132と可変抵抗器142は並列接続で提供されている。さらに、コントローラー44は、LCR回路32の同調に対して調整可能な調節を提供するために、可変コンデンサー132の容量性値、および可変抵抗器142の抵抗性の値を調整するように構成されている。具体的には、LCR回路32のQ、共振周波数あるいは両方が調整されてもよい。
【００４１】
図１１に示される別の実施例では、共振回路同調システム150は、図８に示される共振回路同調システム120と同様なものが示されており、従って、同一の参照数字は同一の構成要素を表している。この実施例では、可変抵抗器152のような可変抵抗素子も提供される。この実施例では、コントローラー44は、スイッチ46の動作をコントロールし、かつ可変インダクター122のインダクタンスおよび可変抵抗素子152の抵抗を変えるように構成されている。例えば、別々の制御信号を提供する別々の制御線を含む。動作では、コントローラー44は、可変インダクター122と可変抵抗器152のオン状態(接続状態)と、オフ状態(断線状態)の間で切り替えるように構成されてもよい。また、可変インダクター122と可変抵抗器152は並列接続で提供されている。さらに、コントローラー44は、LCR回路32の同調に対して調整可能な調節を提供するために、可変インダクター122のインダクタンスの値、および可変抵抗器152の抵抗性の値を調整するように構成されている。具体的には、LCR回路32のQ、共振周波数あるいは両方が調整されてもよい。
【００４２】
したがって、発明の様々な実施例は、リアクタンス素子、インダクティブ素子および抵抗素子の1つ以上が、同調のためにLCR回路に磁気的につながれることを特徴とする共振回路同調システムを提供する。結合した要素は、LCR回路のQ、共振周波数あるいは両方の可変の調節を提供するために、調整可能とするのがよい。
【００４３】
発明の範囲から外れずに、本発明の変化および修正をなすことができることが理解されるであろう。また、発明の範囲は、特定の実施例に制限されるように解釈されるものではなく、上記開示を参照しつつ、添付された請求項に従って読むべきものと理解されるべきである。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【国際調査報告】
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