(57)【要約】【課題】ＶＳＷＲをモニタする方向性結合器から負荷回路までの距離が異なるような場合においても、正確なモニタができるＶＳＷＲモニタ回路を提供する。【解決手段】方向性結合器３は、伝送線路１０により接続された送信出力回路１および負荷回路２の途中に挿入されて順方向信号（進行波）および逆方向信号（反射波）の一部を取り出し検波器５、６にそれぞれ出力する。可変移相器４は、方向性結合器３の出力側に接続され、演算回路７からの制御信号により電気長が可変されて、通過する進行波および反射波に位相回転を与える。演算回路７は、検波器５、６より出力されたそれぞれの検波電圧信号の大きさに基づいて、負荷回路２の入力端におけるＶＳＷＲを算出する。【選択図】      図１
2005017138.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
伝送線路の途中に主線路が挿入され、伝送線路の終端に接続された負荷回路への進行波（主線路に入力された順方向信号）および反射波（負荷回路により反射された逆方向信号）を前記主線路と電磁結合する副線路に備える第１、第２の結合端子にそれぞれ取り出すことができる方向性結合器を用いたＶＳＷＲ（電圧定在波比）モニタ回路であって、前記方向性結合器と前記負荷回路との間に可変移相手段を有することを特徴とするＶＳＷＲモニタ回路。
【請求項２】
前記可変移相手段は、前記方向性結合器と前記負荷回路との間の距離（電気長）に応じて移相制御されることを特徴とする請求項１記載のＶＳＷＲモニタ回路。
【請求項３】
前記可変移相手段は、前記第１、第２の結合端子それぞれに取り出された前記進行波または前記反射波を主とする電力モニタ量の変化幅を検出するために、移相制御されることを特徴とする請求項１記載のＶＳＷＲモニタ回路。
【請求項４】
前記方向性結合器は、前記進行波および前記反射波をモニタするための第１、第２の検波器が前記第１、第２の結合端子それぞれに接続され、前記第１、第２の検波器を介してＶＳＷＲを算出する演算手段に各検波電圧を出力することを特徴とする請求項１記載のＶＳＷＲモニタ回路。
【請求項５】
前記演算手段は、前記可変移相手段の移相制御により、前記第１、第２の検波器出力の最大値／最小値を検出するとともに、該最大値／最小値に基づいてＶＳＷＲを求めることを特徴とする請求項４記載のＶＳＷＲモニタ回路。
【請求項６】
送信出力回路と負荷回路との間に方向性結合器を直列に接続して前記負荷回路の入力端におけるＶＳＷＲを測定するＶＳＷＲモニタ方法であって、前記負荷回路と前記方向性結合器との間に可変移相器を備え、前記負荷回路への進行波および前記負荷回路からの反射波をモニタする際に、前記可変移相器の位相回転制御により変化する電力モニタ量に基づいてＶＳＷＲを算出することを特徴とするＶＳＷＲモニタ方法。
【請求項７】
伝送線路の途中に主線路が挿入され、伝送線路の終端に接続された負荷回路への進行波および前記負荷回路からの反射波を前記主線路と電磁結合する副線路に備える第１、第２の結合端子に個別に取り出すことができる方向性結合器を用いたＶＳＷＲモニタ方法であって、前記進行波または前記反射波を電力モニタする際に、前記方向性結合器と前記負荷回路との間に挿入した可変移相手段に位相回転を与えて前記第１、第２の結合端子における電力モニタの変化量をそれぞれ検出し、該変化量より前記進行波または前記反射波と前記進行波または前記反射波の相反する漏洩分とを区別してＶＳＷＲを算出することを特徴とするＶＳＷＲモニタ方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ＶＳＷＲモニタ回路に関し、特にＶＳＷＲをモニタする方向性結合器から負荷回路までの距離が異なるような場合においても、精度良く測定することができるＶＳＷＲモニタ回路に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のこの種のＶＳＷＲモニタ回路は、方向性結合器を伝送線路の途中に設け、高周波信号の順方向信号（進行波）とアンテナ整合回路やアンテナなどより成る負荷回路から反射した逆方向信号（反射波）とを電力モニタし、検波器で得られたモニタ電圧よりＶＳＷＲを算出することによってモニタしていた。
【０００３】
ところで、一般的な方向性結合器は、主線路に入力された高周波信号の進行波とアンテナなどの負荷回路から反射した反射波とを分離して副線路に備える各結合端子に取り出す場合、進行波の一部を取り出す第１の結合端子、あるいは反射波の一部を取り出す第２の結合端子それぞれにおいて信号の方向性が完全（アイソレーション無限大）ではないため、第２の結合端子に進行波が副線路を介して漏れ込むことにより、正確なモニターができないという問題がある。
【０００４】
また、方向性結合器から負荷回路までの距離がアンテナなどの設置条件により異なる場合、第２の結合端子から取り出される反射波の一部と方向性結合器の方向性特性による進行波のリーク成分とを合成した信号レベルが定まらないという問題がある。
【０００５】
この問題を解決する技術として、方向性結合器の第１の結合端子に可変減衰器と可変移相器との直列接続を設け、第２の結合端子に漏れ込む進行波に対して、第１の結合端子に取り出した進行波を同振幅、逆位相に調整して加算し、相殺するように動作させることにより、方向性結合器から負荷回路までの距離（位相）が変化しても第２の結合端子で取り出される反射波が変化せず正確にモニターできるとしている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００６】
しかしながら、この従来の技術は、進行波が第２の結合端子に漏れ込む電力を相殺するために、方向性結合器の第１の結合端子に可変減衰器と可変移相器とを接続することにより、ＶＳＷＲを算出するべく進行波の一部を取り出すために、新たな回路が必要になるという問題がある。
【０００７】
【特許文献１】
特開２００２−１８９０４５号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
上述した従来のＶＳＷＲモニタ回路は、進行波の一部を取り出す第１の結合端子、あるいは反射波を取り出す第２の結合端子それぞれにおいて信号の分離が完全ではないため、正確なモニタができないという欠点がある。
【０００９】
また、進行波が第２の結合端子に漏れ込む電力を相殺できる反面、ＶＳＷＲを算出するべく進行波の一部を取り出すために、新たな回路が必要になるという欠点がある。
【００１０】
本発明の目的は、このような従来の欠点を除去するため、方向性結合器と負荷回路との間に挿入した可変移相手段に位相回転を与えて第１、第２の結合端子における電力モニタの変化量をそれぞれ検出し、該変化量より進行波または反射波と進行波または反射波の相反する漏洩分とを区別してＶＳＷＲを算出することにより、正確なモニタができるＶＳＷＲモニタ回路を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明のＶＳＷＲモニタ回路は、伝送線路の途中に主線路が挿入され、伝送線路の終端に接続された負荷回路への進行波（主線路に入力された順方向信号）および反射波（負荷回路により反射された逆方向信号）を前記主線路と電磁結合する副線路に備える第１、第２の結合端子にそれぞれ取り出すことができる方向性結合器を用いたＶＳＷＲ（電圧定在波比）モニタ回路であって、前記方向性結合器と前記負荷回路との間に可変移相手段を有することを特徴としている。
【００１２】
また、前記可変移相手段は、前記方向性結合器と前記負荷回路との間の距離（電気長）に応じて移相制御されることを特徴としている。
【００１３】
また、前記可変移相手段は、前記第１、第２の結合端子それぞれに取り出された前記進行波または前記反射波を主とする電力モニタ量の変化幅を検出するために、移相制御されることを特徴としている。
【００１４】
また、前記方向性結合器は、前記進行波および前記反射波をモニタするための第１、第２の検波器が前記第１、第２の結合端子それぞれに接続され、前記第１、第２の検波器を介してＶＳＷＲを算出する演算手段に各検波電圧を出力することを特徴としている。
【００１５】
また、前記演算手段は、前記可変移相手段の移相制御により、前記第１、第２の検波器出力の最大値／最小値を検出するとともに、該最大値／最小値に基づいてＶＳＷＲを求めることを特徴としている。
【００１６】
また、本発明のＶＳＷＲモニタ方法は、送信出力回路と負荷回路との間に方向性結合器を直列に接続して前記負荷回路の入力端におけるＶＳＷＲを測定するＶＳＷＲモニタ方法であって、前記負荷回路と前記方向性結合器との間に可変移相器を備え、前記負荷回路への進行波および前記負荷回路からの反射波をモニタする際に、前記可変移相器の位相回転制御により変化する電力モニタ量に基づいてＶＳＷＲを算出することを特徴としている。
【００１７】
また、本発明のＶＳＷＲモニタ方法は、伝送線路の途中に主線路が挿入され、伝送線路の終端に接続された負荷回路への進行波および前記負荷回路からの反射波を前記主線路と電磁結合する副線路に備える第１、第２の結合端子に個別に取り出すことができる方向性結合器を用いたＶＳＷＲモニタ方法であって、前記進行波または前記反射波を電力モニタする際に、前記方向性結合器と前記負荷回路との間に挿入した可変移相手段に位相回転を与えて前記第１、第２の結合端子における電力モニタの変化量をそれぞれ検出し、該変化量より前記進行波または前記反射波と前記進行波または前記反射波の相反する漏洩分とを区別してＶＳＷＲを算出することを特徴としている。
【００１８】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。図１は、本発明のＶＳＷＲモニタ回路の一つの実施の形態を示すブロック図である。
【００１９】
図１に示す本実施の形態は、伝送線路１０により接続された送信出力回路１および負荷回路２と、伝送線路１０の途中に挿入されて順方向信号（進行波）と逆方向信号（反射波）とを分離して取り出す方向性結合器３と、方向性結合器３の出力側に接続された可変移相器４と、取り出された順方向信号および逆方向信号を検波する検波器５、６と、検波された検波電圧信号より演算してＶＳＷＲを算出する演算回路７とより構成されている。
【００２０】
次に、本実施の形態のＶＳＷＲモニタ回路の動作を図１を参照して詳細に説明する。
【００２１】
図１を参照すると、方向性結合器３は、送信出力回路１から出力された進行波の一部を第１の結合端子を介して検波器５に出力し、また、負荷回路２から反射された反射波の一部を第２の結合端子を介して検波器６に出力する。
【００２２】
可変移相器４は、演算回路７からの制御信号（制御信号線は図示せず）により、電気長が可変されて通過する進行波および反射波に位相回転を与える。
【００２３】
検波器５、６は、振幅変調波から信号波を取り出す場合などに使用され、ここでは入力された高周波信号の電力を電圧に変換する。
【００２４】
演算回路７は、検波器５、６より出力されたそれぞれの検波電圧信号の大きさに基づいて、負荷回路２の入力端におけるＶＳＷＲを算出する。
【００２５】
次に、方向性結合器のリーク成分について説明する。図２は、方向性結合器のリーク成分を説明するための図である。
【００２６】
方向性結合器３がそれぞれの検波器５、６に進行波、反射波のいずれか一方のみを送出する場合には、演算回路７はＶＳＷＲを正確に算出することができる。しかしながら、方向性結合器３の方向性が十分得られない場合には、図２に示すように、反射波検出側の例では、進行波成分がリークして反射波に重畳されるため、正確なＶＳＷＲを算出することができない。
【００２７】
次に、反射波成分とリーク成分とによる電力合成について説明する。図３は、反射波検出側に進行波がリークした場合の合成波を説明するベクトル図である。
【００２８】
図３によると、反射波成分をＰ１、リーク成分をＰ２、合成波をＰ３とし、反射波成分Ｐ１とリーク成分Ｐ２との相対位相差をθとして模式的に示している。また、反射波成分Ｐ１がリーク成分Ｐ２より大きいものとし、可変移相器４の制御により反射波成分Ｐ１を基準にリーク成分Ｐ２が位相回転するものとしている。
【００２９】
合成波の合成電力値Ｐ３は、可変移相器４による移相調整範囲が、信号周波数において３６０度１回転する間に、相対位相差θ＝０°の時に得られる最大電力（｜Ｐ１｜＋  ｜Ｐ２｜）から、θ＝１８０°の時に得られる最小電力（｜Ｐ１｜−｜Ｐ２｜）の範囲内で変化することがわかる。このことより、最大値と最小値が求まれば、｜Ｐ１｜、｜Ｐ２｜、すなわち反射波成分Ｐ１、リーク成分Ｐ２それぞれの大きさが求められるため、同様にして求められる進行波の大きさと合わせてＶＳＷＲを正確に算出することができる。ＶＳＷＲの算出方法については、周知であるため省略する。
【００３０】
このように、アンテナなどの負荷回路２の設置位置により伝送線路１０の長さが異なる場合においても、可変移相器４の移相制御により、相対位相差θを調整してＶＳＷＲを正確に算出することができる。
【００３１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明のＶＳＷＲモニタ回路及びＶＳＷＲモニタ方法によれば、方向性結合器から負荷回路までの距離が異なる場合においても、方向性結合器と負荷回路との間に挿入した可変移相手段を用いて位相回転を与えることにより、負荷回路の入力端におけるＶＳＷＲを精度良くモニタすることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のＶＳＷＲモニタ回路の一つの実施の形態を示すブロック図である。
【図２】方向性結合器のリーク成分を説明するための図である。
【図３】反射波検出側に進行波がリークした場合の合成波を説明するベクトル図である。
【符号の説明】
１    送信出力回路
２    負荷回路
３    方向性結合器
４    可変移相器
５、６    検波器
７    演算回路
１０    伝送線路
【図１】
2005017138.tif 000003
【図２】
2005017138.tif 000004
【図３】
2005017138.tif 000005