無線設計のポイント：調整、測定時－マッチング調整

今回も「調整、測定時のポイント」の補足として、マッチング調整について説明します。

無線設計のポイント：調整、測定時－マッチング調整

「調整、測定時のポイント」として、「マッチング回路の調整」を挙げました。マッチングとは、アンテナからLSI間の信号を最大の効率で送るために必要で、マッチングが正しく調整されていないと、所望の送信出力や受信感度が得られません。そういう意味では、非常に重要で必須の調整になります。以下に、回路図における調整部分を示します。

マッチング調整の目的

マッチング調整は、アンテナと無線LSI間のインピーダンス調整で、電波の反射を抑えることを目的としています。アンテナと無線LSIはインピーダンスが異なります。もし、アンテナとLSIを直接接続すると、インピーダンスの違いから電波が反射して受信/送信ができません。これを解決するために、アンテナとLSI間にマッチング回路を挿入してインピーダンスを調整します。アンテナとLSI間のインピーダンスが整合（マッチング）させることで、電波の反射が抑制され、所望の受信/送信ができるようになります。

マッチング調整

マッチング調整によってインピーダンスを整合させます。高周波アンテナのインピーダンスは50Ωです。対してLSIのインピーダンスは定まってなく、複素数R+jXで表されます。通常、データシートや設計マニュアルに具体的な値が記載されています。これらのインピーダンスを、インダクタ（L）やキャパシタ（コンデンサ、C）を使って、双方から等しく見せるための回路がマッチング回路です。

具体的には、アンテナから見た回路側（マッチング回路＋LSI）のインピーダンスが50Ωになるように回路を構成します。この時、LSIから見たインピーダンス（マッチング回路＋アンテナ）はR-jXとなります。実際の調整には多少なりとも試行錯誤が必要になります。

マッチング調整には、「スミスチャート」を使います。前述のようにマッチングに使用する部品は、主にインダクタとキャパシタです。それぞれ接続の仕方に、対地（Shunt）と直列（Series）があります。したがって、インピーダンスの変更（調整）には4種類の方法があります。（チャート内番号、記号参照）

• ① Shuntのインダクタ
• ② Seriesのインダクタ
• ③ Shuntのキャパシタ
• ④ Seriesのキャパシタ

これらを組み合わせて目標のインピーダンス50Ωを目指します。

以下はスミスチャートを使用して、インダクタとキャパシタの値を調整した例です（回路図のピン24につながるライン上のC×2とL）。