JP2001251108A - 自動整合装置 - Google Patents
自動整合装置Info
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- JP2001251108A JP2001251108A JP2000061603A JP2000061603A JP2001251108A JP 2001251108 A JP2001251108 A JP 2001251108A JP 2000061603 A JP2000061603 A JP 2000061603A JP 2000061603 A JP2000061603 A JP 2000061603A JP 2001251108 A JP2001251108 A JP 2001251108A
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- Japan
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- variable reactance
- load
- phase
- reflection coefficient
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 スタブを用いた整合回路に代わる整合回路を
用いることにより、耐電力特性に優れかつ小型で制御が
簡単な自動整合装置を提供する。 【解決手段】 発信機と負荷との間に導波管伝送線路を
接続し、その伝送線路上に３本の導波管分岐可変リアク
タンスを設ける。方向性結合器または容量結合器を設け
て負荷の反射係数の絶対値と位相を算出し、これらの信
号を用いて可変リアクタンスを駆動して整合動作を行わ
せる。伝送線路が同軸管のときは、３本の同軸管分岐可
変リアクタンスを設ける。
用いることにより、耐電力特性に優れかつ小型で制御が
簡単な自動整合装置を提供する。 【解決手段】 発信機と負荷との間に導波管伝送線路を
接続し、その伝送線路上に３本の導波管分岐可変リアク
タンスを設ける。方向性結合器または容量結合器を設け
て負荷の反射係数の絶対値と位相を算出し、これらの信
号を用いて可変リアクタンスを駆動して整合動作を行わ
せる。伝送線路が同軸管のときは、３本の同軸管分岐可
変リアクタンスを設ける。
Description
【０００１】
【発明が属する技術分野】本発明は、導波管回路におけ
る負荷の変動に対するマイクロ波の自動整合装置に関す
る。
る負荷の変動に対するマイクロ波の自動整合装置に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】近年、マイクロ波電力の利用分野は拡大
し各種の用途に用いられている。発信機（マイクロ波電
源）で発生させたマイクロ波電力を負荷に有効に印加
し、その印加するマイクロ波電力を常に安定にすること
は品質管理上重要である。そのため整合回路を用いて電
源と負荷のインピーダンスの整合をとることにより、負
荷からの反射電力を打消すことが広く用いられている。
し各種の用途に用いられている。発信機（マイクロ波電
源）で発生させたマイクロ波電力を負荷に有効に印加
し、その印加するマイクロ波電力を常に安定にすること
は品質管理上重要である。そのため整合回路を用いて電
源と負荷のインピーダンスの整合をとることにより、負
荷からの反射電力を打消すことが広く用いられている。
【０００３】導波管回路において従来整合回路としてい
わゆるスタブがよく用いられる。スタブは方形導波管の
場合広い面（Ｅ面）または狭い面（Ｈ面）から金属棒を
挿入することにより反射波を発生させ、これを２〜３本
組み合わせたもので、構造が比較的簡単となる。
わゆるスタブがよく用いられる。スタブは方形導波管の
場合広い面（Ｅ面）または狭い面（Ｈ面）から金属棒を
挿入することにより反射波を発生させ、これを２〜３本
組み合わせたもので、構造が比較的簡単となる。
【０００４】しかしながら、使用するマイクロ波電力の
大電力化に伴い、スタブを使用する際の耐電力特性が問
題となる。例えばスタブの金属棒の先端の電界の集中に
よる電界強度の増大、金属棒の温度上昇の増大、スタブ
の導波管面との接続構造による電波漏れの対策、チョー
ク構造における電界強度の増大など解決すべきいろいろ
な問題をかかえている。
大電力化に伴い、スタブを使用する際の耐電力特性が問
題となる。例えばスタブの金属棒の先端の電界の集中に
よる電界強度の増大、金属棒の温度上昇の増大、スタブ
の導波管面との接続構造による電波漏れの対策、チョー
ク構造における電界強度の増大など解決すべきいろいろ
な問題をかかえている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明は上記の事情に
鑑みて提案されたもので、スタブを用いた整合回路に代
わる整合回路を用いることにより、耐電力特性に優れか
つ小型で制御が簡単な方式を実現することを目的とする
ものである。
鑑みて提案されたもので、スタブを用いた整合回路に代
わる整合回路を用いることにより、耐電力特性に優れか
つ小型で制御が簡単な方式を実現することを目的とする
ものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めの本発明は、マイクロ波電力を伝送する導波管回路に
おいて、発信機と負荷との間に接続した導波管伝送線路
に３本の導波管分岐可変リアクタンス（以下単に「可変
リアクタンス」という）を設けた自動整合装置である。
方形導波管の場合、分岐回路を広い面（Ｅ面）に設ける
方式が、可変リアクタンスを形成する構造が小型になる
利点があるが、狭い面（Ｈ面）の場合も可能である。
めの本発明は、マイクロ波電力を伝送する導波管回路に
おいて、発信機と負荷との間に接続した導波管伝送線路
に３本の導波管分岐可変リアクタンス（以下単に「可変
リアクタンス」という）を設けた自動整合装置である。
方形導波管の場合、分岐回路を広い面（Ｅ面）に設ける
方式が、可変リアクタンスを形成する構造が小型になる
利点があるが、狭い面（Ｈ面）の場合も可能である。
【０００７】可変リアクタンスを形成する方法は種々あ
るが、例えば構造が簡単な可動短絡器（短絡板）を使用
する方式を採用することができる。短絡板の可動距離を
０〜λｇ／４（λｇは管内波長、以下略す）とすれば可
変リアクタンスは０〜ｊＸ（Ω）で、Ｘは０〜∞をと
る。可変リアクタンスの分岐回路の間隔をλｇ／４の整
数倍にとることにより、この回路はスミスチャートの全
範囲をカバーできる整合回路として作動する。
るが、例えば構造が簡単な可動短絡器（短絡板）を使用
する方式を採用することができる。短絡板の可動距離を
０〜λｇ／４（λｇは管内波長、以下略す）とすれば可
変リアクタンスは０〜ｊＸ（Ω）で、Ｘは０〜∞をと
る。可変リアクタンスの分岐回路の間隔をλｇ／４の整
数倍にとることにより、この回路はスミスチャートの全
範囲をカバーできる整合回路として作動する。
【０００８】これらの導波管分岐可変リアクタンスの発
信機側に方向性結合器を設け、進行波電力と反射波電力
に結合させ、反射波電力信号をθ1とθ2（例えばθ1≒
０゜、θ2≒９０゜）の信号に分割し、進行波電力信号
をθ3とθ4（例えばθ3≒０゜、θ4≒１８０゜）に分割
した信号を得、それらによって方向性結合器より見た負
荷の反射係数の絶対値Γおよび位相θを算出し、この反
射係数の絶対値Γと位相θの信号を用いて、可変リアク
タンスを駆動し整合動作を行わせることができる。
信機側に方向性結合器を設け、進行波電力と反射波電力
に結合させ、反射波電力信号をθ1とθ2（例えばθ1≒
０゜、θ2≒９０゜）の信号に分割し、進行波電力信号
をθ3とθ4（例えばθ3≒０゜、θ4≒１８０゜）に分割
した信号を得、それらによって方向性結合器より見た負
荷の反射係数の絶対値Γおよび位相θを算出し、この反
射係数の絶対値Γと位相θの信号を用いて、可変リアク
タンスを駆動し整合動作を行わせることができる。
【０００９】本発明による自動整合装置においては、可
変リアクタンスの位置より発信機側の導波管伝送線路に
３個以上の容量結合器をλｇ／８間隔に配置し、これに
より取り出した各信号を検波し、演算処理を行って負荷
の反射係数の絶対値Γおよび位相θを算出し、このΓと
θの信号を用いて、可変リアクタンスを駆動し整合動作
を行わしめることもできる。
変リアクタンスの位置より発信機側の導波管伝送線路に
３個以上の容量結合器をλｇ／８間隔に配置し、これに
より取り出した各信号を検波し、演算処理を行って負荷
の反射係数の絶対値Γおよび位相θを算出し、このΓと
θの信号を用いて、可変リアクタンスを駆動し整合動作
を行わしめることもできる。
【００１０】可変リアクタンスの駆動方法としては、ボ
ールねじを使用してもよく、あるいはパルスモータを使
用することもできる。もしくは両方を使用し、パルスモ
ータとボールねじ駆動部との結合を回転板に設けた２本
のピンにより行うこともできる。可変リアクタンスの基
準位置を導波管面と同一面とし、この位置からパルス数
に応じたステップ数を選び最大移動幅を決めてもよい。
ールねじを使用してもよく、あるいはパルスモータを使
用することもできる。もしくは両方を使用し、パルスモ
ータとボールねじ駆動部との結合を回転板に設けた２本
のピンにより行うこともできる。可変リアクタンスの基
準位置を導波管面と同一面とし、この位置からパルス数
に応じたステップ数を選び最大移動幅を決めてもよい。
【００１１】また同じように同軸管回路においても、発
信機と負荷の間に同軸管伝送線路を接続し、その伝送線
路上に３本の同軸管可変リアクタンス分岐回路を用いて
整合器を構成することができる。
信機と負荷の間に同軸管伝送線路を接続し、その伝送線
路上に３本の同軸管可変リアクタンス分岐回路を用いて
整合器を構成することができる。
【００１２】自動整合器の入力部で計測した反射係数の
絶対値Γと位相θとにより各可変リアクタンスの値とそ
の間隔の電気角を計算することにより、最も負荷に近い
可変リアクタンスの位置における負荷の反射係数の絶対
値ΓL、位相θLを算出する。この点における基準化した
負荷インピーダンス Ｚ1＝Ｒ1＋ｊＸ1 （ｊＸ1＜０）
において、Ｒ1＝１、または Ｒ1＜１、もしくは Ｒ1
＞１ の３つの場合について判別を行い、その各々の場
合に応じた演算処理をして３本の可変リアクタンスを駆
動するように整合器を構成することができる。
絶対値Γと位相θとにより各可変リアクタンスの値とそ
の間隔の電気角を計算することにより、最も負荷に近い
可変リアクタンスの位置における負荷の反射係数の絶対
値ΓL、位相θLを算出する。この点における基準化した
負荷インピーダンス Ｚ1＝Ｒ1＋ｊＸ1 （ｊＸ1＜０）
において、Ｒ1＝１、または Ｒ1＜１、もしくは Ｒ1
＞１ の３つの場合について判別を行い、その各々の場
合に応じた演算処理をして３本の可変リアクタンスを駆
動するように整合器を構成することができる。
【００１３】また、上記の点における基準化した負荷ア
ドミタンス Ｙ1＝Ｇ1＋ｊＢ1 （ｊＢ1＜０）におい
て、Ｇ1＝１、または Ｇ1＜１、もしくは Ｇ1＞１、
の３つの場合について判別を行い、その各々の場合に応
じた演算処理をして３本の可変リアクタンスを駆動する
ように整合器を構成することもできる。
ドミタンス Ｙ1＝Ｇ1＋ｊＢ1 （ｊＢ1＜０）におい
て、Ｇ1＝１、または Ｇ1＜１、もしくは Ｇ1＞１、
の３つの場合について判別を行い、その各々の場合に応
じた演算処理をして３本の可変リアクタンスを駆動する
ように整合器を構成することもできる。
【００１４】
【発明の実施の形態】本発明の整合回路の一例を図１に
示し、これによって本発明を具体的に説明する。図１に
おいて、マイクロ波発信機５と負荷６との間に方形導波
管の伝送線路４が接続され、３本のＥ面導波管分岐回路
１，２および３はλｇ／４間隔に設けられる。この導波
管分岐回路には可動短絡器１ａ、２ａおよび３ａが設け
られていて、入射波を完全反射することにより可変リア
クタンス１，２および３として動作する。可動短絡器の
短絡面１ｂ、２ｂおよび３ｂの可動距離をｄ（ｄ1、
ｄ2、ｄ3）とすれば、導波管面の位置を０として基準化
した可変リアクタンスの値はｊｔａｎ（β・ｄ）（βは
位相定数）と表されるので、ｄを０〜λｇ／４として基
準化した可変リアクタンスは誘導性リアクタンス０〜ｊ
Ｘで、Ｘは０〜∞の値をとる。７は方向性結合器であ
る。
示し、これによって本発明を具体的に説明する。図１に
おいて、マイクロ波発信機５と負荷６との間に方形導波
管の伝送線路４が接続され、３本のＥ面導波管分岐回路
１，２および３はλｇ／４間隔に設けられる。この導波
管分岐回路には可動短絡器１ａ、２ａおよび３ａが設け
られていて、入射波を完全反射することにより可変リア
クタンス１，２および３として動作する。可動短絡器の
短絡面１ｂ、２ｂおよび３ｂの可動距離をｄ（ｄ1、
ｄ2、ｄ3）とすれば、導波管面の位置を０として基準化
した可変リアクタンスの値はｊｔａｎ（β・ｄ）（βは
位相定数）と表されるので、ｄを０〜λｇ／４として基
準化した可変リアクタンスは誘導性リアクタンス０〜ｊ
Ｘで、Ｘは０〜∞の値をとる。７は方向性結合器であ
る。
【００１５】図２は負荷側に近い２本の導波管分岐回路
の直列可変リアクタンスによる整合領域を示すスミスチ
ャート（この場合はインピーダンスチャート）である。
可変リアクタンス（図１の１、２および３）は、伝送回
路に対し直列回路として作用するので、λｇ／４の間隔
で配列した３本の可変リアクタンスのうち、負荷に近い
２本（図１の３および２）により図２に示すように、ス
ミスチャート（インピーダンスチャート）の斜線の領域
が整合範囲となる。一番電源側の３本目の可変リアクタ
ンス（図１の１）の位置でみれば、上記の非整合範囲は
スミスチャートの対称位置に移される。したがってこれ
らの３本の可変リアクタンスにより、スミスチャートの
全域の整合がとれることになる。
の直列可変リアクタンスによる整合領域を示すスミスチ
ャート（この場合はインピーダンスチャート）である。
可変リアクタンス（図１の１、２および３）は、伝送回
路に対し直列回路として作用するので、λｇ／４の間隔
で配列した３本の可変リアクタンスのうち、負荷に近い
２本（図１の３および２）により図２に示すように、ス
ミスチャート（インピーダンスチャート）の斜線の領域
が整合範囲となる。一番電源側の３本目の可変リアクタ
ンス（図１の１）の位置でみれば、上記の非整合範囲は
スミスチャートの対称位置に移される。したがってこれ
らの３本の可変リアクタンスにより、スミスチャートの
全域の整合がとれることになる。
【００１６】同じように間隔λｇ／４の３本の可変リア
クタンスの場合、基準化した可変リアクタンスが容量性
であれば、アドミタンス Ｙ＝ｊＢ において、Ｂは０
〜∞をとり、スミスチャート（この場合はアドミタンス
チャート）の全域の整合がとれる。可動短絡器の短絡面
はチョーク構造とするか、場合により接触片による構造
であってもよい。可動短絡器の駆動方法はボールねじを
使用してもよいし、パルスモータを使用してもよい。あ
るいは可変リアクタンスの駆動方法にパルスモータとボ
ールねじ駆動部との結合を回転板に設けた２本のピンに
より行うようにしてもよい。可変リアクタンスの基準位
置を導波管面と同一面とし、この位置からパルス数に応
じたステップ数を選んで最大移動幅を決めてもよい。
クタンスの場合、基準化した可変リアクタンスが容量性
であれば、アドミタンス Ｙ＝ｊＢ において、Ｂは０
〜∞をとり、スミスチャート（この場合はアドミタンス
チャート）の全域の整合がとれる。可動短絡器の短絡面
はチョーク構造とするか、場合により接触片による構造
であってもよい。可動短絡器の駆動方法はボールねじを
使用してもよいし、パルスモータを使用してもよい。あ
るいは可変リアクタンスの駆動方法にパルスモータとボ
ールねじ駆動部との結合を回転板に設けた２本のピンに
より行うようにしてもよい。可変リアクタンスの基準位
置を導波管面と同一面とし、この位置からパルス数に応
じたステップ数を選んで最大移動幅を決めてもよい。
【００１７】これらの可変リアクタンスの手前に方向性
結合器を設け、進行波電力と反射波電力に結合させ、反
射波電力信号を０゜と９０゜に分割し、進行波電力信号
を０゜または１８０゜、あるいは０゜と１８０゜に分割
した信号を得、それらによって方向性結合器より見た負
荷の反射係数の絶対値│Γ│と位相θとを用いて、各可
変リアクタンスの値とその間隔の電気角を計算すること
により、最も負荷に近い可変リアクタンスの位置におけ
る負荷の反射係数の絶対値ΓLと位相θLとを算出する。
結合器を設け、進行波電力と反射波電力に結合させ、反
射波電力信号を０゜と９０゜に分割し、進行波電力信号
を０゜または１８０゜、あるいは０゜と１８０゜に分割
した信号を得、それらによって方向性結合器より見た負
荷の反射係数の絶対値│Γ│と位相θとを用いて、各可
変リアクタンスの値とその間隔の電気角を計算すること
により、最も負荷に近い可変リアクタンスの位置におけ
る負荷の反射係数の絶対値ΓLと位相θLとを算出する。
【００１８】この点における特性インピーダンスにより
基準化した負荷インピーダンス Ｚ 1＝Ｒ1＋ｊＸ1（ｊ
Ｘ1＜０）において、Ｒ1＝１ または Ｒ1＜１、もし
くは、Ｒ1＞１、の３つの場合について判別を行い、そ
の各々の場合に応じた演算処理をして３本の可変リアク
タンスを駆動するように整合器を構成することができ
る。
基準化した負荷インピーダンス Ｚ 1＝Ｒ1＋ｊＸ1（ｊ
Ｘ1＜０）において、Ｒ1＝１ または Ｒ1＜１、もし
くは、Ｒ1＞１、の３つの場合について判別を行い、そ
の各々の場合に応じた演算処理をして３本の可変リアク
タンスを駆動するように整合器を構成することができ
る。
【００１９】基準化した負荷インピーダンス Ｚ1＝Ｒ1
＋ｊＸ1 は反射係数の絶対値ΓL、位相θLを用いて次
の式から算出される。
＋ｊＸ1 は反射係数の絶対値ΓL、位相θLを用いて次
の式から算出される。
【００２０】Ｒ1＝（１−ΓL 2 ）／（１−２ΓLｃｏｓ
θL＋ΓL 2） Ｘ1＝２ΓLｓｉｎθL ／（１−２ΓLｃｏｓθL＋ΓL 2） すでに説明したようにＥ面導波管分岐回路の基準化した
可変リアクタンス ＋ｊＸ は、伝送回路に対し直列回
路として作用するので、この位置で整合が成立するため
には Ｒ1＝１、ｊＸ1＜０ でなければならない。同じ
ように Ｒ1＜１、ｊＸ1＜０、または、Ｒ1＞１、ｊＸ1
＜０、の場合について判別を行い、その各々の場合に応
じた演算処理によって３本の可変リアクタンスを駆動す
るように整合器を構成することができる。
θL＋ΓL 2） Ｘ1＝２ΓLｓｉｎθL ／（１−２ΓLｃｏｓθL＋ΓL 2） すでに説明したようにＥ面導波管分岐回路の基準化した
可変リアクタンス ＋ｊＸ は、伝送回路に対し直列回
路として作用するので、この位置で整合が成立するため
には Ｒ1＝１、ｊＸ1＜０ でなければならない。同じ
ように Ｒ1＜１、ｊＸ1＜０、または、Ｒ1＞１、ｊＸ1
＜０、の場合について判別を行い、その各々の場合に応
じた演算処理によって３本の可変リアクタンスを駆動す
るように整合器を構成することができる。
【００２１】図３は本発明による自動整合装置の他の一
例を示したものである。図３において、８は容量結合器
で、他の符号は図１と同じである。図３は図１の方向性
結合器７の代わりに３個の容量結合器８を、可変リアク
タンスの位置より発信機側の導波管伝送線路にλｇ／８
間隔に配置した場合を示す。この容量結合器８により取
り出した各信号を検波し、演算処理を行って負荷の反射
係数の絶対値｜Γ｜および位相θを算出し、この｜Γ｜
とθの信号を用いて、可変リアクタンスを駆動し整合動
作を行わせることもできる。
例を示したものである。図３において、８は容量結合器
で、他の符号は図１と同じである。図３は図１の方向性
結合器７の代わりに３個の容量結合器８を、可変リアク
タンスの位置より発信機側の導波管伝送線路にλｇ／８
間隔に配置した場合を示す。この容量結合器８により取
り出した各信号を検波し、演算処理を行って負荷の反射
係数の絶対値｜Γ｜および位相θを算出し、この｜Γ｜
とθの信号を用いて、可変リアクタンスを駆動し整合動
作を行わせることもできる。
【００２２】以下図１により本発明に係る自動整合装置
の整合回路の動作手順を詳細に説明する。 １）初期設定 ｄ1＝０、ｄ2＝０、ｄ3＝０としてゼロセットする。 ２）メモリ値に合わせてｄ1、ｄ2、ｄ3をセットする。 ３）負荷を接続した整合回路の基準化入力インピーダン
スＺ1または複素反射係数Γ1を測定する。外部設定信号
Ｚ1”，Γ1”の有無を判定する。外部設定信号有りの場
合はこの外部設定信号を上記にベクトル的に加えたもの
をＺ1またはΓ1と表現する。 ４）Ｘｓ1＝ｔａｎβｄ1、 Ｘｓ2＝ｔａｎβｄ2、 Ｘ
ｓ3＝ｔａｎβｄ3 を計算する。 ５）Ｚ1−ｊＸｓ1＝Ｚ1’ を求めて複素反射係数Γ1’およびその絶対値│Γ1’
│、位相θ1’（「偏角」ともいうが、以下統一して
「位相」と呼称する）を計算する。 ６）θ2＝θ1’＋π／２ なる位相θ2と絶対値│Γ1’│から複素反射係数Γ2お
よび基準化入力インピーダンスＺ2を算出する。 ７）Ｚ2−ｊＸｓ2＝Ｚ2’ を求めて複素反射係数Γ2およびその絶対値│Γ2’│、
位相θ2’を計算する。 ８）θ3＝θ2’＋π／２ なる位相θ3と絶対値│Γ2’│から複素反射係数Γ3お
よび基準化入力インピーダンスＺ3を算出する。 ９）Ｚ3−ｊＸｓ3＝Ｚ1 を求めて次の式を計算する。 Ｚ1＝Ｒ1＋ｊＸ1， １／Ｚ1＝Ｙ1＝Ｇ1＋ｊＢ1 複素反射係数Γ1およびその絶対値│Γ1│、位相θ1を
計算する。 １０）Ｚ1、θ1、Γ1、Ｙ1を表示する。
の整合回路の動作手順を詳細に説明する。 １）初期設定 ｄ1＝０、ｄ2＝０、ｄ3＝０としてゼロセットする。 ２）メモリ値に合わせてｄ1、ｄ2、ｄ3をセットする。 ３）負荷を接続した整合回路の基準化入力インピーダン
スＺ1または複素反射係数Γ1を測定する。外部設定信号
Ｚ1”，Γ1”の有無を判定する。外部設定信号有りの場
合はこの外部設定信号を上記にベクトル的に加えたもの
をＺ1またはΓ1と表現する。 ４）Ｘｓ1＝ｔａｎβｄ1、 Ｘｓ2＝ｔａｎβｄ2、 Ｘ
ｓ3＝ｔａｎβｄ3 を計算する。 ５）Ｚ1−ｊＸｓ1＝Ｚ1’ を求めて複素反射係数Γ1’およびその絶対値│Γ1’
│、位相θ1’（「偏角」ともいうが、以下統一して
「位相」と呼称する）を計算する。 ６）θ2＝θ1’＋π／２ なる位相θ2と絶対値│Γ1’│から複素反射係数Γ2お
よび基準化入力インピーダンスＺ2を算出する。 ７）Ｚ2−ｊＸｓ2＝Ｚ2’ を求めて複素反射係数Γ2およびその絶対値│Γ2’│、
位相θ2’を計算する。 ８）θ3＝θ2’＋π／２ なる位相θ3と絶対値│Γ2’│から複素反射係数Γ3お
よび基準化入力インピーダンスＺ3を算出する。 ９）Ｚ3−ｊＸｓ3＝Ｚ1 を求めて次の式を計算する。 Ｚ1＝Ｒ1＋ｊＸ1， １／Ｚ1＝Ｙ1＝Ｇ1＋ｊＢ1 複素反射係数Γ1およびその絶対値│Γ1│、位相θ1を
計算する。 １０）Ｚ1、θ1、Γ1、Ｙ1を表示する。
【００２３】前記した次の３つの場合に対応して整合動
作を説明する。 場合（ａ） Ｒ1＝１、Ｘ1＜０ 場合（ｂ） Ｒ1＜１、Ｘ1＜０、またはＧ1＞１、Ｂ1＜
０ 場合（ｃ） 上記以外の場合である。
作を説明する。 場合（ａ） Ｒ1＝１、Ｘ1＜０ 場合（ｂ） Ｒ1＜１、Ｘ1＜０、またはＧ1＞１、Ｂ1＜
０ 場合（ｃ） 上記以外の場合である。
【００２４】場合（ａ）（Ｒ1＝１、Ｘ1＜０の場合）
（１１〜１３） １１） Ｘｓ1＝０、Ｘｓ2＝０として−Ｘ1＝Ｘｓ1と
なるＸｓ1からｄ1を算出する。 １２）現在のｄ1と新しいｄ1を比較しモータを駆動す
る。 １３）新しいｄ1よりＸｓ1を算出しＺ3＝１になること
を確認する。
（１１〜１３） １１） Ｘｓ1＝０、Ｘｓ2＝０として−Ｘ1＝Ｘｓ1と
なるＸｓ1からｄ1を算出する。 １２）現在のｄ1と新しいｄ1を比較しモータを駆動す
る。 １３）新しいｄ1よりＸｓ1を算出しＺ3＝１になること
を確認する。
【００２５】場合（ｂ）（Ｒ1＜１、Ｘ1＜０、またはＧ
1＞１、Ｂ1＜０）（２１〜２９） ２１）Ｚ3＝Ｚ1＋ｊＸｓ3 Ｙ3＝Ｇ3＋ｊＢ3 を計算し、Ｇ3＝１にしたときのＸ
ｓ3を算出する。Ｘｓ3の値からｄ3を算出する。 ２２）短絡面の位置からｄ3との差を算出して、モータ
を駆動する。 ２３）新しいｄ3よりＸｓ3を算出し Ｚ3＝Ｚ1＋ｊＸｓ3 から複素反射係数Γ3および位相θ3 を算出する。 ２４）θ2’＝θ3−π／２ なる位相θ2’と絶対値│Γ3│から複素反射係数Γ2’
および基準化入力インピーダンスＺ2’を算出する。 ２５）新しいｄ3よりＸｓ3を算出し、Ｚ2＝Ｚ2’＋ｊＸ
ｓ2とし＝Ｃ2’＋ｊ（Ｄ2’＋Ｘｓ2） この式の第２項を０にするＸｓ2すなわち −Ｄ2’＝Ｘｓ2 からｄ2を算出する。 ２６）Ｚ2から複素反射係数Γ2および位相θ2を算出す
る。 ２７）θ1’＝θ2−π／２ なる位相θ1’と絶対値│Γ2│から複素反射係数Γ1’
および基準化入力インピーダンスＺ1’を算出する。 ２８）Ｘｓ1＝０であるから Ｚ1＝Ｚ1’、 Γ1＝Γ1’となる。 ２９）外部信号がある場合 Γ1＋Γ1’＝Γ1 Ｚ1＋Ｚ1”＝ Ｚ1 とする。５）へもどる。
1＞１、Ｂ1＜０）（２１〜２９） ２１）Ｚ3＝Ｚ1＋ｊＸｓ3 Ｙ3＝Ｇ3＋ｊＢ3 を計算し、Ｇ3＝１にしたときのＸ
ｓ3を算出する。Ｘｓ3の値からｄ3を算出する。 ２２）短絡面の位置からｄ3との差を算出して、モータ
を駆動する。 ２３）新しいｄ3よりＸｓ3を算出し Ｚ3＝Ｚ1＋ｊＸｓ3 から複素反射係数Γ3および位相θ3 を算出する。 ２４）θ2’＝θ3−π／２ なる位相θ2’と絶対値│Γ3│から複素反射係数Γ2’
および基準化入力インピーダンスＺ2’を算出する。 ２５）新しいｄ3よりＸｓ3を算出し、Ｚ2＝Ｚ2’＋ｊＸ
ｓ2とし＝Ｃ2’＋ｊ（Ｄ2’＋Ｘｓ2） この式の第２項を０にするＸｓ2すなわち −Ｄ2’＝Ｘｓ2 からｄ2を算出する。 ２６）Ｚ2から複素反射係数Γ2および位相θ2を算出す
る。 ２７）θ1’＝θ2−π／２ なる位相θ1’と絶対値│Γ2│から複素反射係数Γ1’
および基準化入力インピーダンスＺ1’を算出する。 ２８）Ｘｓ1＝０であるから Ｚ1＝Ｚ1’、 Γ1＝Γ1’となる。 ２９）外部信号がある場合 Γ1＋Γ1’＝Γ1 Ｚ1＋Ｚ1”＝ Ｚ1 とする。５）へもどる。
【００２６】場合（ｃ）〔上記の場合（ａ）および場合
（ｂ）以外の状態をいう〕（３１〜３９） ３１）Ｘｓ3＝０、ｄ3＝０とする。Ｚ1から複素反射係
数Γ1およびその絶対値│Γ1│、位相θ1を計算する。 ３２）θ2’＝θ1−π／２ なる位相θ2’と絶対値│Γ1│から複素反射係数Γ2’
および基準化入力インピーダンスＺ2’を算出する。 ３３）Ｚ2＝Ｚ2＋ｊＸｓ2，Ｙ2＝Ｇ2＋ｊＢ2 Ｇ2＝１となるＸｓ2を計算し、ｄ2を計算する。 ３４）モータ駆動 ３５）新しいｄ2よりＸｓ2を計算しＺ2＝Ｚ2＋ｊＸｓ2
を算出する。Ｚ2から複素反射係数Γ2および位相θ2を
算出する。 ３６）θ1’＝θ2−π／２ なる位相θ1’と絶対値│Γ2│から複素反射係数Γ1’
および基準化入力インピーダンスＺ1’を算出する。 ３７）Ｚ1＝Ｚ1’＋ｊＸｓ1，Ｙ1＝Ｇ1＋ｊＢ1 Ｇ1＝１となるＸｓ1を計算し、ｄ1を計算する。 ３８）現在のｄ1と新しいｄ1との差でモータを駆動す
る。 ３９）Ｚ1＝Ｚ1’＋ｊＸｓ1 Γ1＝０、Ｚ1＝１の確認を行う。
（ｂ）以外の状態をいう〕（３１〜３９） ３１）Ｘｓ3＝０、ｄ3＝０とする。Ｚ1から複素反射係
数Γ1およびその絶対値│Γ1│、位相θ1を計算する。 ３２）θ2’＝θ1−π／２ なる位相θ2’と絶対値│Γ1│から複素反射係数Γ2’
および基準化入力インピーダンスＺ2’を算出する。 ３３）Ｚ2＝Ｚ2＋ｊＸｓ2，Ｙ2＝Ｇ2＋ｊＢ2 Ｇ2＝１となるＸｓ2を計算し、ｄ2を計算する。 ３４）モータ駆動 ３５）新しいｄ2よりＸｓ2を計算しＺ2＝Ｚ2＋ｊＸｓ2
を算出する。Ｚ2から複素反射係数Γ2および位相θ2を
算出する。 ３６）θ1’＝θ2−π／２ なる位相θ1’と絶対値│Γ2│から複素反射係数Γ1’
および基準化入力インピーダンスＺ1’を算出する。 ３７）Ｚ1＝Ｚ1’＋ｊＸｓ1，Ｙ1＝Ｇ1＋ｊＢ1 Ｇ1＝１となるＸｓ1を計算し、ｄ1を計算する。 ３８）現在のｄ1と新しいｄ1との差でモータを駆動す
る。 ３９）Ｚ1＝Ｚ1’＋ｊＸｓ1 Γ1＝０、Ｚ1＝１の確認を行う。
【００２７】
【発明の効果】本発明に係る自動整合装置は上記の構成
であるから、以下に列挙する効果を奏する。 （１）耐電力性に優れた構造のためマイクロ波大電力で
使用できる。 （２）短絡面が導波管面から分岐リアクタンスとして使
用できるので、形状が小型化できる。 （３）構造が簡単で信頼性が高い。
であるから、以下に列挙する効果を奏する。 （１）耐電力性に優れた構造のためマイクロ波大電力で
使用できる。 （２）短絡面が導波管面から分岐リアクタンスとして使
用できるので、形状が小型化できる。 （３）構造が簡単で信頼性が高い。
【図１】本発明による整合回路の１例を示す図
【図２】負荷側に近い２本の直列可変リアクタンスによ
る整合領域を示すスミスチャート（インピーダンスチャ
ート）
る整合領域を示すスミスチャート（インピーダンスチャ
ート）
【図３】本発明による整合回路の他の１例を示す図
１、２、３ 導波管分岐可変リアクタンス １ａ、２ａ、３ａ 可動短絡器 １ｂ、２ｂ、３ｂ 短絡面 １ｄ、２ｄ、３ｄ 可動距離 ４ 方形導波管伝送回路 ５ 発信器 ６ 負荷 ７ 方向性結合器 ８ 容量結合器
Claims (13)
- 【請求項１】 発信機と負荷との間に導波管伝送線路を
接続し、該伝送線路に３本の導波管分岐可変リアクタン
スを設けた自動整合装置。 - 【請求項２】 導波管分岐可変リアクタンスとして短絡
面を０〜λｇ／４（λｇは管内波長）の範囲で可変にし
た請求項１記載の自動整合装置。 - 【請求項３】 導波管分岐可変リアクタンスをλｇ／４
（λｇは管内波長）の整数倍の間隔で配置した請求項１
記載の自動整合装置。 - 【請求項４】 導波管分岐可変リアクタンスの位置より
発信機側の導波管伝送線路に方向性結合器を設けて進行
波電力と反射波電力とに結合させ、進行波電力信号をθ
3とθ4の位相の信号に分割し、反射波電力信号をθ1と
θ2の位相の信号に分割し、それらの信号によって方向
性結合器より見た負荷の反射係数の絶対値Γおよび位相
θを算出し、この反射係数の絶対値Γと位相θの信号を
用いて、可変リアクタンスを駆動し整合動作を行わせる
請求項１記載の自動整合装置。 - 【請求項５】θ1を約０゜、θ2を約９０゜、θ3を約０
゜、θ4を約１８０゜にした請求項４記載の自動整合装
置。 - 【請求項６】 導波管分岐可変リアクタンスより発信機
側の導波管伝送線路に３個以上の容量結合器をλｇ／８
（λｇ：管内波長）間隔に配置し、これにより取り出し
た各信号を検波し、演算処理を行って負荷の反射係数の
絶対値Γおよび位相θを算出し、この反射係数の絶対値
Γと位相θの信号を用いて、可変リアクタンスを駆動し
整合動作を行わせる請求項１記載の自動整合装置。 - 【請求項７】 可変リアクタンスの駆動方法にボールね
じを使用した請求項１記載の自動整合装置。 - 【請求項８】 可変リアクタンスの駆動方法にパルスモ
ータを使用した請求項１記載の自動整合装置。 - 【請求項９】 可変リアクタンスの駆動方法にパルスモ
ータとボールねじ駆動部との結合を回転板に設けた２本
のピンにより行う請求項１記載の自動整合装置。 - 【請求項１０】 可変リアクタンスの基準位置を導波管
面と同一面とし、この位置からパルス数に対応するステ
ップ数を選んで最大移動幅を定めた請求項１記載の自動
整合装置。 - 【請求項１１】 自動整合器の入力部で計測した反射係
数の絶対値Γ、位相θにより各可変リアクタンスの値と
その間隔の電気角を計算することにより、最も負荷に近
い可変リアクタンスの位置における負荷の反射係数の絶
対値ΓL 、位相θLを算出し、この点における基準化し
た負荷インピーダンス Ｚ1＝Ｒ1＋ｊＸ1 （ｊＸ1＜
０）において、Ｒ1＝１、またはＲ1＜１、もしくはＲ1
＞１、の３つの場合について判別を行い、その各々の場
合に応じた演算処理をして３本の可変リアクタンスを駆
動する請求項１記載の自動整合装置。 - 【請求項１２】 発信機と負荷との間に同軸管伝送線路
を接続し、該伝送線路に３本の同軸管分岐可変リアクタ
ンスを設けた自動整合装置。 - 【請求項１３】 自動整合器の入力部で計測した反射係
数の絶対値Γと位相θとにより各可変リアクタンスの値
とその間隔の電気角を計算することにより、最も負荷に
近い可変リアクタンスの位置における負荷の反射係数の
絶対値ΓL、位相θLを算出し、この点における基準化し
た負荷アドミタンス Ｙ1＝Ｇ1＋ｊＢ1 （ｊＢ1＜０）
において、Ｇ1＝１、または、Ｇ1＜１、もしくは Ｇ1
＞１、の３つの場合について判別を行い、その各々の場
合に応じた演算処理をして３本の可変リアクタンスを駆
動する請求項１２記載の自動整合装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000061603A JP3375591B2 (ja) | 2000-03-07 | 2000-03-07 | 自動整合装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000061603A JP3375591B2 (ja) | 2000-03-07 | 2000-03-07 | 自動整合装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001251108A true JP2001251108A (ja) | 2001-09-14 |
| JP3375591B2 JP3375591B2 (ja) | 2003-02-10 |
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ID=18581721
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000061603A Expired - Fee Related JP3375591B2 (ja) | 2000-03-07 | 2000-03-07 | 自動整合装置 |
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| Country | Link |
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| JP (1) | JP3375591B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003110312A (ja) * | 2001-09-28 | 2003-04-11 | Tokyo Electron Ltd | 整合器およびプラズマ処理装置 |
| KR20040048005A (ko) * | 2002-12-02 | 2004-06-07 | 한국전자통신연구원 | 가변 임피던스 매칭회로 |
| JP2018032974A (ja) * | 2016-08-24 | 2018-03-01 | 古河電気工業株式会社 | 自動整合装置および自動整合方法 |
-
2000
- 2000-03-07 JP JP2000061603A patent/JP3375591B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| KR20040048005A (ko) * | 2002-12-02 | 2004-06-07 | 한국전자통신연구원 | 가변 임피던스 매칭회로 |
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| Publication number | Publication date |
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| JP3375591B2 (ja) | 2003-02-10 |
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