JP3375591B2 - Automatic alignment device - Google Patents
Automatic alignment deviceInfo
- Publication number
- JP3375591B2 JP3375591B2 JP2000061603A JP2000061603A JP3375591B2 JP 3375591 B2 JP3375591 B2 JP 3375591B2 JP 2000061603 A JP2000061603 A JP 2000061603A JP 2000061603 A JP2000061603 A JP 2000061603A JP 3375591 B2 JP3375591 B2 JP 3375591B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- load
- matching
- reactance
- waveguide
- phase angle
- 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.)
- Expired - Fee Related
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 8
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 9
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 3
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000001939 inductive effect Effects 0.000 description 1
- 238000003908 quality control method Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Plasma Technology (AREA)
Description
【0001】[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。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an automatic microwave matching device for load fluctuations in a waveguide circuit.
【0002】[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。発振器(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。そのため整合装置を用いて電
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。2. Description of the Related Art In recent years, the field of application of microwave power has expanded and is used for various purposes. The microwave power which is generated by the oscillator (microwave power) effectively applied to the load, it is important quality control to always stabilize the microwave power to the applied. Therefore, it is widely used to cancel the reflected power from the load by matching the impedance between the power source and the load by using a matching device .
【0003】導波管回路において従来整合器としていわ
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。Conventionally, so-called stubs are often used as matching devices in waveguide circuits. In the case of a rectangular waveguide, a stub is a combination of two or three stubs that generate a reflected wave by inserting a metal rod from a wide surface (E surface) or a narrow surface (H surface). It will be easy.
【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。However, as the microwave power used increases, the power withstanding characteristic when using the stub becomes a problem. For example, increasing the electric field strength by concentrating the electric field at the tip of the metal rod of the stub, increasing the temperature rise of the metal rod, preventing radio wave leakage due to the connection structure of the stub with the waveguide surface, and increasing the electric field strength in the choke structure. There are various problems that should be addressed.
【0005】[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装置に代
わる整合装置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。The present invention invention is to solve the above has been proposed in view of the above circumstances, the use of a matching device in place of the matching device using a stub, excellent and easy to control small in power handling capability It is intended to realize such a system.
【0006】[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、発振器と負荷との間に配置された自動整
合装置であって、その自動整合装置は、導波管分岐可変
リアクタンスを3カ所設け、その導波管分岐可変リアク
タンスの一面を短絡面としてこの位置を可変とし、導波
管分岐可変リアクタンスの長さを0〜λg/4の範囲で
可変にした整合器を有し、その整合器の入力側で取り出
した信号を演算処理してこの位置における反射係数の絶
対値│Γ│と位相角θの信号を得て、この信号により整
合器の出力側から負荷を見たインピーダンスおよび整合
条件を算出し、整合器の各導波管分岐可変リアクタンス
の値がその整合条件に合うように短絡面の位置を可変に
し たことを特徴とする自動整合装置である。SUMMARY OF THE INVENTION To achieve the above object, the present invention is directed to an automatic alignment disposed between an oscillator and a load.
It is a combination device, the automatic matching device is a waveguide branch variable
Reactance is provided in three places, and the waveguide branch variable reactor
One side of the chest is used as a short-circuit plane, and this position is made variable.
Tube branch variable reactance length in the range of 0 to λg / 4
It has a variable matching device, and it is taken out at the input side of the matching device.
The calculated signal is processed to eliminate the reflection coefficient at this position.
Obtain the signal of logarithm │Γ│ and phase angle θ and adjust by this signal.
Impedance and matching looking at the load from the output side of the synthesizer
Calculate the conditions and adjust each waveguide branch variable reactance of the matching box.
The position of the short-circuited surface so that the value of
The automatic matching device is characterized by the above.
【0007】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、発振器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] The present invention provides a waveguide circuit that transmits microwave power, three waveguides to the waveguide transmission line connected between the load and the oscillator branching variable reactance (hereinafter simply "variable It is an automatic matching device with a "reactance". In the case of a rectangular waveguide, the branch circuit has a wide surface (E surface)
The method of providing the variable reactance has an advantage that the structure that forms the variable reactance is small, but it is also possible to use a narrow surface (H surface).
【0008】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
変リアクタンスの間隔をλg/4の整数倍にとることに
より、スミスチャートの全範囲をカバーできる整合器と
して作動する。Although there are various methods of forming the variable reactance, for example, a method using a movable short circuit (short circuit plate) having a simple structure can be adopted. If 0~λg / 4 the movable distance of the short-circuiting plate (lambda] g is abbreviated guide wavelength, hereinafter) Li <br/> reactance in 0~jX (Ω), X takes the 0 to ∞. By taking the interval of the variable reactance to an integral multiple of lambda] g / 4, it operates in <br/> a matching device capable of covering the entire range of Smith chart.
【0009】この整合器の発振器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θ
3≒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│および位相角θを算出し、この反射係数の絶対
値│Γ│と位相角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] provided a directional coupler to the oscillator side of this matching unit, coupled to the traveling wave power reflected power, the reflected power signal theta 1 and theta 2 (e.g. theta 1 ≒ 0 °, theta 2 ≉90 °), and the traveling wave power signal is divided into θ 3 and θ 4 (for example, θ
3 ≈ 0 °, θ 4 ≈ 180 °) divided signals are obtained, and the absolute value of the reflection coefficient of the load │Γ│ and the phase angle θ seen from the directional coupler are calculated with them, and the absolute value of this reflection coefficient is calculated. The variable reactance can be driven and the matching operation can be performed using the signal of the value | Γ | and the phase angle θ.
【0010】本発明による自動整合装置においては、整
合器より発振器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│および位相角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] In the automatic matching device according to the present invention, integer
Three or more capacitive coupler the oscillator side of the waveguide transmission line from engager disposed lambda] g / 8 intervals, thereby detecting the respective signals taken out, the reflection coefficient of the load by performing arithmetic processing It is also possible to calculate the absolute value | Γ | and the phase angle θ, and drive the variable reactance and perform the matching operation by using the signals of | Γ | and θ.
【0011】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。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。As a method of driving the variable reactance, a ball screw may be used or a pulse motor may be used. Alternatively, both of them may be used, and the pulse motor and the ball screw driving unit may be coupled by two pins provided on the rotary plate . The reference position of the reactance to the waveguide surface and the same surface, may be determined maximum movement width select the number of steps corresponding to the number of pulses from this position.
【0012】また同じように同軸管回路においても、発
振器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本の同軸管分岐可変リアクタンスを用いて整合
器を構成することができる。Similarly, in the coaxial tube circuit,
A matching box can be configured by connecting a coaxial tube transmission line between a vibrator and a load, and using three coaxial tube branch variable reactances on the transmission line.
【0013】自動整合装置の入力部で計測し、演算処理
した反射係数の絶対値│Γ│と位相角θとにより各リア
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│Γ L │、位相角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 Z
1=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
合装置を構成することができる。Measurement at the input section of the automatic matching device , arithmetic processing
Absolute value │Γ│ and by calculating the electrical angle values for each re-A <br/> reactance and the interval by a phase angle theta, the reflection coefficient of the load in the position of the variable reactance closest to the load of the reflection coefficient The absolute value of | Γ L | and the phase angle θ L are calculated. Normalized load impedance Z at this point
1 = R 1 + jX 1 (jX 1 <0), R 1 =
1 or R 1 <1 or R 1 > 1 is determined, and the matching device is configured to drive three variable reactances by performing arithmetic processing according to each case. You can
【0014】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
するように整合装置を構成することもできる。Further, in the above standardized load admittance Y 1 = G 1 + jB 1 (jB 1 <0), G 1 = 1 or G 1 <1 or G 1 >.
It is also possible to configure the matching device so as to determine the three cases of 1 and perform arithmetic processing according to each case to drive the three variable reactances.
【0015】[0015]
【発明の実施の形態】本発明の自動整合装置の一例を図
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、マイクロ波発振器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
して基準化したリアクタンスは誘導性リアクタンス0〜
jXで、Xは0〜∞の値をとる。7は方向性結合器であ
る。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An example of the automatic aligning device of the present invention is shown in FIG. 1, and the present invention will be described in detail. In Figure 1, the transmission line 4 of the rectangular waveguide is connected between the microwave oscillator 5 and the load 6, the three E-Plane Waveguide branch circuits 1 and 3 in the lambda] g / 4 intervals It is provided. Movable short circuits 1a, 2a and 3a are provided in this waveguide branch circuit, and operate as variable reactances 1, 2 and 3 by completely reflecting the incident wave. The movable distance of the short-circuit surfaces 1b, 2b and 3b of the movable short circuiter is d
If (d 1, d 2, d 3) and, the value of reactance that reference the position of the waveguide surface as 0 jtan (β · d)
(Beta phase constant) since it expressed as, reactance that were normalized to d as 0~λg / 4 is inductive reactance 0
In jX, X has a value of 0 to ∞. 7 is a directional coupler.
【0016】図2は負荷側に近い2本の導波管分岐回路
即ち可変リアクタンスの直列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。FIG. 2 shows two waveguide branch circuits close to the load side.
That is a Smith chart showing a matching area by linear Retsuri reactance of the variable reactance (in this case, the impedance chart). Since the variable reactances (1, 2 and 3 in FIG. 1) act as a series circuit with respect to the transmission circuit, of the three variable reactances arranged at intervals of λg / 4, the two that are close to the load (in FIG. 1). 3 and 2), as shown in FIG. 2, the shaded area of the Smith chart (impedance chart) becomes the matching range. 3 on the most power source side
Looking at the position of the second variable reactance (1 in FIG. 1),
The above non-matching range is moved to the symmetrical position on the Smith chart. Therefore, these three variable reactances can match the entire Smith chart.
【0017】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。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] For three variable reactance of equally spacing lambda] g / 4, if the scaled reactance is capacitive, the admittance Y = jB, B is 0~∞
Therefore, the entire Smith chart (admittance chart in this case) can be matched. The short-circuit surface of the movable short-circuit device may have a choke structure or, depending on the case, a contact piece structure. A ball screw or a pulse motor may be used to drive the movable short circuiter. Alternatively, in the variable reactance driving method, the pulse motor and the ball screw driving unit may be coupled by two pins provided on the rotary plate . The reference position of the reactance to the waveguide surface and the same surface, may be determined maximum moving width by selecting the number of steps corresponding to the number of pulses from this position.
【0018】これらの可変リアクタンスの手前即ち整合
器の発振器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
相角θとを用いて、各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│Γ L │
と位相角θLとを算出する。[0018] The front that is consistency of these variable reactance
A directional coupler is provided on the oscillator side of the converter to couple the traveling wave power and the reflected wave power, and the reflected wave power signal is divided into 0 ° and 90 °, and the traveling wave power signal is 0 ° or 180 ° or 0 °. ° give 180 ° divided signals, by using the absolute value │Γ│ and phase angle θ of the reflection coefficient thereof as viewed from the directional coupler by the load, the value of each reactance electrical angle that interval By calculating the absolute value │Γ L │ of the reflection coefficient of the load at the position of the variable reactance closest to the load.
And the phase angle θ L are calculated.
【0019】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 Z1=R1+jX
1(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装置を構成すること
ができる。Load impedance normalized by the characteristic impedance at this point Z 1 = R 1 + jX
1 (jX 1 <0), R 1 = 1 or R 1 <1,
Alternatively, it is possible to configure the matching device so as to perform determination in three cases of R 1 > 1, and perform arithmetic processing according to each case to drive the three variable reactances.
【0020】基準化した負荷インピーダンス Z1=R
1+jX1 は反射係数の絶対値│Γ L │、位相角θ
Lを用いて次の式から算出される。Normalized load impedance Z 1 = R
1 + jX 1 is the absolute value of reflection coefficient │Γ L │ , phase angle θ
It is calculated from the following equation using L.
【0021】
R1 =(1−ΓL 2 )/(1−2ΓLcosθL+ΓL 2)
X1 = 2ΓLsinθL /(1−2ΓLcosθL+ΓL 2)
すでに説明したように可変リアクタンスの基準化したリ
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 R
1=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
ように整合装置を構成することができる。[0021] R 1 = (1-Γ L 2) / (1-2Γ L cosθ L + Γ L 2) X 1 = 2Γ L sinθ L / variable as described (1-2Γ L cosθ L + Γ L 2) already Since the reactance- standardized reactance + jX acts as a series circuit with respect to the transmission circuit, in order to establish matching at this position, R
1 = 1 and jX 1 <0 must be satisfied. Similarly, R 1 <1, jX 1 <0, or R 1 > 1, jX 1 <
It is possible to configure the matching device so as to determine the case of 0 and drive the three variable reactances by the arithmetic processing according to each case.
【0022】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振器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|および位相角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。FIG. 3 shows another example of the automatic alignment apparatus according to the present invention. In FIG. 3, 8 is a capacitive coupler, and other reference numerals are the same as those in FIG. 3 λg three capacitive coupler 8 in place of the directional coupler 7 in Figure 1, in the oscillator side of the waveguide transmission line from the position of the variable reactance / 8
The case where they are arranged at intervals is shown. Each signal extracted by the capacitive coupler 8 is detected, and an arithmetic process is performed to calculate the absolute value | Γ | of the reflection coefficient of the load and the phase angle θ.
It is also possible to drive the variable reactance and perform the matching operation by using the signals of | and θ.
【0023】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、 Xs3=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’
│、位相角θ1’を計算する。
6)θ2=θ1’+π/2
なる位相角θ2と絶対値│Γ1’│から複素反射係数Γ
2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’
│、位相角θ2’を計算する。
8)θ3=θ2’+π/2
なる位相角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│、位相角θ
1を計算する。
10)Z1、θ1、│Γ 1 │、Y1を表示する。The operation procedure of the matching circuit of the automatic matching apparatus according to the present invention will be described in detail below with reference to FIG. 1) The initial settings d 1 = 0, d 2 = 0, and d 3 = 0 are set to zero. 2) Set d 1 , d 2 and d 3 according to the memory value. 3) Measure the normalized input impedance Z 1 or complex reflection coefficient Γ 1 of the matching circuit with the load connected. The presence or absence of the external setting signals Z 1 ″ and Γ 1 ″ is determined. When there is an external setting signal, a vector obtained by adding the external setting signal vectorally to the above is expressed as Z 1 or Γ 1 . 4) Calculate Xs 1 = tan βd 1 , Xs 2 = tan βd 2 , Xs 3 = tan βd 3 . 5) Z 1 −jXs 1 = Z 1 ′ is calculated to obtain the complex reflection coefficient Γ 1 ′ and its absolute value | Γ 1 ′.
|, Calculate the phase angle θ 1 ′. 6) From the phase angle θ 2 where θ 2 = θ 1 '+ π / 2 and the absolute value | Γ 1 ' |, the complex reflection coefficient Γ
2 and the normalized input impedance Z 2 are calculated. 7) Z 2 −jXs 2 = Z 2 ′ is calculated to obtain the complex reflection coefficient Γ 2 and its absolute value | Γ 2 ′.
│, the phase angle θ 2 'is calculated. 8) The complex reflection coefficient Γ 3 and the standardized input impedance Z 3 are calculated from the phase angle θ 3 where θ 3 = θ 2 ′ + π / 2 and the absolute value | Γ 2 ′ |. 9) Obtain Z 3 −jXs 3 = Z 1 and calculate the following formula. Z 1 = R 1 + jX 1 , 1 / Z 1 = Y 1 = G 1 + jB 1 complex reflection coefficient Γ 1 and its absolute value | Γ 1 |, phase angle θ
Calculate 1 . 10) Display Z 1 , θ 1 , | Γ 1 | , Y 1 .
【0024】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、B
1<0
場合(c) 上記以外の場合である。The matching operation will be described corresponding to the following three cases. Case (a) R 1 = 1 and X 1 <0 Case (b) R 1 <1, X 1 <0 or G 1 > 1, B
1 <0 Case (c) Cases other than the above.
【0025】
場合(a)(R1=1、X1<0の場合)(11〜1
3)
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。Case (a) (when R 1 = 1 and X 1 <0) (11 to 1
3) 11) from Xs 1 = 0, -X 1 = Xs 1 become Xs 1 as Xs 2 = 0 calculates the d 1. 12) Compare the current d 1 with the new d 1 and drive the motor. 13) calculating the Xs 1 newer d 1 confirms that become Z 3 = 1.
【0026】場合(b)(R1<1、X1<0、または
G1>1、B1<0)(21〜29)
21)Z3=Z1+jXs3
Y3=G3+jB3 を計算し、G3=1にしたとき
のXs3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および位相角θ3 を算出する。
24)θ2’=θ3−π/2
なる位相角θ2’と絶対値│Γ3│から複素反射係数Γ
2’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’+
jXs2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および位相角θ2を算
出する。
27)θ1’=θ2−π/2
なる位相角θ1’と絶対値│Γ2│から複素反射係数Γ
1’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。Case (b) (R 1 <1, X 1 <0, or G 1 > 1, B 1 <0) (21 to 29) 21) Z 3 = Z 1 + jXs 3 Y 3 = G 3 + jB 3 Is calculated, and Xs 3 when G 3 = 1 is calculated. Calculate d 3 from the value of Xs 3 . 22) Calculate the difference from d 3 from the position of the short-circuited surface and drive the motor. 23) Xs 3 is calculated from the new d 3, and the complex reflection coefficient Γ 3 and the phase angle θ 3 are calculated from Z 3 = Z 1 + jXs 3 . 24) From the phase angle θ 2 'where θ 2 ' = θ 3 -π / 2 and the absolute value | Γ 3 |, the complex reflection coefficient Γ
2 ′ and the normalized input impedance Z 2 ′ are calculated. 25) Xs 3 is calculated from the new d 3 and Z 2 = Z 2 '+
JXS 2 and to = C 2 '+ j (D 2' + Xs 2) for calculating a d 2 a second term in this equation from Xs 2 That -D 2 '= Xs 2 to 0. 26) calculating the complex reflection coefficient gamma 2 and the phase angle theta 2 from Z 2. 27) From the phase angle θ 1 ′ with θ 1 ′ = θ 2 −π / 2 and the absolute value │Γ 2 │, the complex reflection coefficient Γ
1 ′ and normalized input impedance Z 1 ′ are calculated. 28) Since Xs 1 = 0, Z 1 = Z 1 ′ and Γ 1 = Γ 1 ′. 29) When there is an external signal, Γ 1 + Γ 1 ′ = Γ 1 Z 1 + Z 1 ″ = Z 1 and return to 5).
【0027】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│、
位相角θ1を計算する。32)θ2’=θ1−π/2
なる位相角θ2’と絶対値│Γ1│から複素反射係数Γ
2’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および位相角θ2を算出す
る。
36)θ1’=θ2−π/2
なる位相角θ1’と絶対値│Γ2│から複素反射係数Γ
1’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。In case (c) [states other than cases (a) and (b) above] (31 to 39) 31) Xs 3 = 0, d 3 = 0. From Z 1 , the complex reflection coefficient Γ 1 and its absolute value │Γ 1 │,
Calculate the phase angle θ 1 . 32) From the phase angle θ 2 'where θ 2 ' = θ 1 -π / 2 and the absolute value | Γ 1 |, the complex reflection coefficient Γ
2 ′ and the normalized input impedance Z 2 ′ are calculated. 33) Calculate Xs 2 where Z 2 = Z 2 + jXs 2 , Y 2 = G 2 + jB 2 G 2 = 1 and calculate d 2 . 34) Motor drive 35) Xs 2 is calculated from the new d 2, and Z 2 = Z 2 + jXs 2 is calculated. The complex reflection coefficient Γ 2 and the phase angle θ 2 are calculated from Z 2 . 36) From the phase angle θ 1 'where θ 1 ' = θ 2 −π / 2 and the absolute value | Γ 2 |, the complex reflection coefficient Γ
1 ′ and normalized input impedance Z 1 ′ are calculated. 37) Calculate Xs 1 that satisfies Z 1 = Z 1 ′ + jXs 1 , Y 1 = G 1 + jB 1 G 1 = 1 and calculate d 1 . 38) Drive the motor with the difference between the current d 1 and the new d 1 . 39) Confirm that Z 1 = Z 1 ′ + jXs 1 Γ 1 = 0 and Z 1 = 1.
【0028】[0028]
【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。Since the automatic aligning device according to the present invention has the above-mentioned structure, it has the following effects. (1) It can be used with high microwave power because of its structure with excellent power resistance. (2) Since the short-circuit surface can be used as a branch reactance from the waveguide surface, the shape can be downsized. (3) Simple structure and high reliability.
【図1】本発明による整合回路の1例を示す図FIG. 1 is a diagram showing an example of a matching circuit according to the present invention.
【図2】負荷側に近い2本の直列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)[Figure 2] Smith chart showing a matching area by two straight Retsuri reactance close to the load side (impedance chart)
【図3】本発明による整合回路の他の1例を示す図FIG. 3 is a diagram showing another example of a matching circuit according to the present invention.
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 発振器 6 負荷 7 方向性結合器 8 容量結合器1,2,3 waveguide branching variable reactance 1a, 2a, 3a movable short-circuit unit 1b, 2b, 3b shorting plane 1d, 2d, 3d moving distance 4 rectangular waveguide transmission circuit 5 Oscillating unit 6 load 7 directional coupler Unit 8 Capacitive coupler
フロントページの続き (56)参考文献 特開 平2−249301(JP,A) 特開 平6−188221(JP,A) 特開 昭64−16102(JP,A) 特開 昭63−15502(JP,A) 実開 平7−20702(JP,U) 船山清親,「解説・マイクロ波技 術」,電気書院,昭和44年、第85頁 鈴木桂二,「マイクロ波測定」,コロ ナ社,昭和36年,139−140頁 (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01P 5/04 601 Continuation of the front page (56) Reference JP-A-2-249301 (JP, A) JP-A-6-188221 (JP, A) JP-A-64-16102 (JP, A) JP-A-63-15502 (JP , A) Actual Kaihei 7-20702 (JP, U) Funayama Kiyochika, “Commentary / Microwave Technology”, Denki Shoin, 1969, page 85 Keiji Suzuki, “Microwave measurement”, Corona Publishing Co., Ltd. 1960, pp.139-140 (58) Fields investigated (Int.Cl. 7 , DB name) H01P 5/04 601
Claims (4)
合装置であって、該自動整合装置は、導波管分岐可変リ
アクタンスを3カ所設け、該導波管分岐可変リアクタン
スの一面を短絡面としてこの位置を可変とし、該導波管
分岐可変リアクタンスの長さを0〜λg/4の範囲で可
変にした整合器を有し、該整合器の入力側で取り出した
信号を演算処理してこの位置における反射係数の絶対値
│Γ│と位相角θの信号を得て、この信号により各導波
管分岐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、最も負荷に近い導波管分岐可変リアク
タンスの位置における負荷の反対係数の絶対値│Γ L │
と位相角θ L 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Z L =R L +jX L (jX L <0)にお
ける、R L =1、R L <1及びR L >1の3つの場合、
又は基準化した負荷アドミタンスY L =G L +jB
L (jB L <0)におけるG L =1、G L <1及びG L
>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行って、整合器の出力側から負荷を
見たインピーダンスおよび整合条件を算出し、整合器の
各導波管分岐可変リアクタンスの値がその整合条件に合
うように短絡面の位置を可変にしたことを特徴とする自
動整合装置。1. An automatic adjuster arranged between an oscillator and a load.
And a waveguide branch variable relay.
The reactance branching variable reactor is provided at three places.
This position is made variable by using one surface of the waveguide as a short-circuit surface.
The length of the branch variable reactance can be in the range of 0 to λg / 4
It has a changed matching device, and it was taken out at the input side of the matching device.
Absolute value of reflection coefficient at this position by processing the signal
Obtaining the signal of │Γ│ and the phase angle θ,Each signal is guided by this signal
Calculate the value of the tube branch variable reactance and the electrical angle of the interval
The waveguide branch variable reactor closest to the load.
Absolute value of inverse coefficient of load at position of chest | │ L │
And the phase angle θ L Calculated and normalized load at this point
Impedance Z L = R L + JX L (JX L <0)
K, R L = 1, R L <1 and R L In the three cases of> 1,
Or standardized load admittance Y L = G L + JB
L (JB L G in <0) L = 1, G L <1 and G L
Discriminates in 3 cases of> 1 and in each case
According toLoad from the output side of the matching box
Calculate the impedance and matching conditions you saw,
The value of each waveguide branch variable reactance meets the matching condition.
As described above, the position of the short-circuited surface is made variable.
Dynamic matching device.
け、この方向性結合器により進行波電力と反射波電力の
一部を取り出し、この信号により負荷の反射係数の絶対
値│Γ│と位相角θを算出する請求項1記載の自動整合
装置。2. A directional coupler is provided on the oscillator side of the matching device, a part of the traveling wave power and the reflected wave power is taken out by this directional coupler, and the absolute value of the reflection coefficient of the load | Γ | And the phase angle θ is calculated.
個以上の容量結合器を設け、該容量結合器より取り出し
た各信号を検波し、演算処理して負荷の反射係数の絶対
値│Γ│と位相角θを算出する請求項1記載の自動整合
装置。3. The oscillator side of the matching unit is provided with 3 at an interval of λg / 8.
The automatic matching according to claim 1, wherein at least two capacitive couplers are provided, each signal extracted from the capacitive couplers is detected, and an arithmetic process is performed to calculate the absolute value | Γ | of the reflection coefficient of the load and the phase angle θ. apparatus.
クタンスに替えて同軸管分岐可変リアクタンスとした自
動整合装置。4. An automatic matching device using a coaxial tube branch variable reactance instead of the waveguide tube branch variable reactance of claim 1.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000061603A JP3375591B2 (en) | 2000-03-07 | 2000-03-07 | Automatic alignment device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000061603A JP3375591B2 (en) | 2000-03-07 | 2000-03-07 | Automatic alignment device |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001251108A JP2001251108A (en) | 2001-09-14 |
| JP3375591B2 true JP3375591B2 (en) | 2003-02-10 |
Family
ID=18581721
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000061603A Expired - Fee Related JP3375591B2 (en) | 2000-03-07 | 2000-03-07 | Automatic alignment device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3375591B2 (en) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4837854B2 (en) * | 2001-09-28 | 2011-12-14 | 東京エレクトロン株式会社 | Matching device and plasma processing apparatus |
| KR20040048005A (en) * | 2002-12-02 | 2004-06-07 | 한국전자통신연구원 | Variable impedance matching circuit |
| JP6696860B2 (en) * | 2016-08-24 | 2020-05-20 | 古河電気工業株式会社 | Automatic alignment device and automatic alignment method |
-
2000
- 2000-03-07 JP JP2000061603A patent/JP3375591B2/en not_active Expired - Fee Related
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| 船山清親,「解説・マイクロ波技術」,電気書院,昭和44年、第85頁 |
| 鈴木桂二,「マイクロ波測定」,コロナ社,昭和36年,139−140頁 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2001251108A (en) | 2001-09-14 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4453142A (en) | Microstrip to waveguide transition | |
| Das et al. | Impedance of a radiating slot in the ground plane of a microstripline | |
| CN100389522C (en) | Directional coupler | |
| US2433011A (en) | Ultra high frequency energy coupling | |
| CN105051567B (en) | Proximity sensor and for measuring the method with the distance of object | |
| US3821741A (en) | Tracking system with pointing error detector | |
| CN108511862A (en) | A kind of coaxial automatic impedance tuner of HIGH-POWERED MICROWAVES | |
| Malherbe et al. | A Transition from Rectangular to Nonradiating Dielectric Waveguide (Short Paper) | |
| US4415867A (en) | Hybrid coupled microstrip amplifier | |
| US2840787A (en) | Hybrid tau type waveguide junction | |
| JP3375591B2 (en) | Automatic alignment device | |
| US2736867A (en) | Crossed wave guide variable impedance | |
| US2591980A (en) | Adjustable impedance transformer | |
| US4039975A (en) | E plane folded hybrid with coaxial difference port | |
| EP1947464A1 (en) | Power detector insensitive to standing waves of a microwave signal transmitted by a mismatched waveguide | |
| JPH0793525B2 (en) | Microwave automatic load matching circuit using multi-element matching device | |
| US3968458A (en) | Microwave power reflector using edge-guided mode | |
| JPH0237123B2 (en) | ||
| JPH11166951A (en) | Method and device for measuring dielectric constant | |
| US6414574B1 (en) | Potential-free connection for microwave transmission line | |
| JPH09312535A (en) | Matching amplifier | |
| US2814781A (en) | Microwave phase shifter | |
| Somlo | The effect of flange loss on the reflection coefficient of reduced-height waveguide reflection standards | |
| Cohn | TE modes of the dielectric loaded trough line | |
| Salve et al. | Triangular waveguide fed slot antenna |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20021021 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 3375591 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20071129 Year of fee payment: 5 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20081129 Year of fee payment: 6 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20091129 Year of fee payment: 7 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20101129 Year of fee payment: 8 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111129 Year of fee payment: 9 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121129 Year of fee payment: 10 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121129 Year of fee payment: 10 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20131129 Year of fee payment: 11 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |