(57)【要約】【課題】低雑音増幅器を使用しながらも、妨害波が強くなることによる通信性能劣化を低く抑えることができるアンテナ装置を提供する。【解決手段】アンテナ素子１０を、ＳＰｍＴスイッチ１１を介して、低雑音増幅器１５と複素共役整合をとる第１の系と、複数の整合回路１２−１〜１２−ｎによりインピーダンス整合する第２の系とに接続し、これら第１の系と第２の系を、切換スイッチ１６を介してチューナ１７に接続し、ＳＰｍＴスイッチ１１及び切換スイッチ１６が、低雑音増幅器１５の入力に応じて第１の系と第２の系とを選択的に切り換える。これにより、低雑音増幅器１５を使用しながらも、妨害波が強くなることによる通信性能劣化を低く抑えることができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
アンテナ素子と、低雑音増幅器と、少なくとも１つの整合回路と、チューナとを備え、
前記アンテナ素子は、第１のスイッチを介して、前記低雑音増幅器に複素共役整合される第１の系と、前記整合回路によりインピーダンス整合される第２の系とに接続され、
前記第１の系と前記第２の系は第２のスイッチを介して前記チューナに接続され、
前記第１のスイッチ及び前記第２のスイッチは、前記低雑音増幅器の入力に応じて前記第１の系と前記第２の系とを選択的に切り換えることを特徴とするアンテナ装置。
【請求項２】
請求項１に記載のアンテナ装置を２つ以上備え、前記チューナを共用することでダイバーシチ動作することを特徴とするアンテナ装置。
【請求項３】
請求項１に記載のアンテナ装置であって、前記整合回路に可変容量ダイオードを用いることを特徴とするアンテナ装置。
【請求項４】
請求項１に記載のアンテナ装置であって、前記第１のスイッチにＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems）スイッチを用いることを特徴とするアンテナ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、デジタルテレビ放送を受信できる機能を有する携帯端末、ワンセグテレビ、カーナビゲーション等の電子機器に用いて好適なアンテナ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ワンセグテレビで使用される周波数帯は、ＵＨＦ帯のため波長が比較的長く、携帯電話に代表される小型な携帯端末にワンセグテレビ用アンテナを搭載する場合には、端末筐体から飛び出したホイップアンテナが一般的に使用されている。しかしながら、近年携帯端末のデザイン性や携帯性などを考慮して、アンテナの内蔵化が求められている。内蔵化に向けては、筐体内部に十分なスペースを確保し、アンテナ素子の体積を確保する必要があるが、小型化が進む携帯電話においては十分なスペースを確保できないため、高い性能が得られにくいという課題がある。
【０００３】
このような課題を解決する手法として、例えば、小型な内蔵アンテナに低雑音増幅器（ＬＮＡ：Low Noise Amplifier）を用いて広帯域化かつ高感度化を図ったものが知られている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１に示されているように、アンテナと低雑音増幅器とを整合回路を介さずに複素共役整合を取ることにより、例えば比帯域５０％以上の広帯域化を実現できるとともに、ＮＦ（Noise Figure）が改善することにより感度を改善することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−０５３５４４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、通信用の８００ＭＨｚ帯や２ＧＨｚ帯の送信波などによる妨害波入力に弱いという課題がある。すなわち、妨害波により低雑音増幅器が飽和し、受信性能が劣化するという課題がある。
【０００６】
本発明は、係る事情に鑑みてなされたものであり、低雑音増幅器を使用しながらも、妨害波が強い場合において受信性能劣化を低く抑えることができるアンテナ装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明のアンテナ装置は、アンテナ素子と、低雑音増幅器と、少なくとも１つの整合回路と、チューナとを備え、前記アンテナ素子は、第１のスイッチを介して、前記低雑音増幅器に複素共役整合される第１の系と、前記整合回路によりインピーダンス整合される第２の系とに接続され、前記第１の系と前記第２の系は第２のスイッチを介して前記チューナに接続され、前記第１のスイッチ及び前記第２のスイッチは、前記低雑音増幅器の入力に応じて前記第１の系と前記第２の系とを選択的に切り換えることを特徴とする。
【０００８】
上記構成によれば、低雑音増幅器の入力に応じて低雑音増幅器を含む第１の系と整合回路を含む第２の系とを選択的に切り換えるので、低雑音増幅器の入力が大きくなった場合に第１の系から第２の系に切り換えることが可能となり、このようにすることで、低雑音増幅器を使用しながらも、妨害波が強い場合において受信性能劣化を低く抑えることが可能となる。
【０００９】
前記アンテナ装置を２つ以上備え、前記チューナを共用することでダイバーシチ動作を行うことで、さらなる高感度化を実現できる。
【００１０】
前記整合回路に可変容量ダイオードを用いることで、複数の整合回路が不要となり、また第１のスイッチの切換端子が第１の系用と第２の系用の２つで済み、コストの削減が可能となる。
【００１１】
前記第１のスイッチにＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems）スイッチを用いることで、第１の系において、低雑音増幅器との複素共役整合による広帯域特性を維持できる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明は、低雑音増幅器の入力に応じて低雑音増幅器を含む第１の系と整合回路を含む第２の系とを選択的に切り換えるので、低雑音増幅器の入力が大きくなった場合に第１の系から第２の系に切り換えることが可能となり、このようにすることで、低雑音増幅器を使用しながらも、妨害波が強い場合において受信性能劣化を低く抑えることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の実施の形態１に係るアンテナ装置の概略構成を示すブロック図
【図２】デジタルテレビ放送を受信したときの従来のアンテナ装置と本発明のアンテナ装置の受信性能の違いを説明するための図
【図３】本発明の実施の形態２に係るアンテナ装置の概略構成を示すブロック図
【図４】本発明の実施の形態３に係るアンテナ装置の概略構成を示すブロック図
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明を実施するための好適な実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。
【００１５】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１に係るアンテナ装置の概略構成を示すブロック図である。本実施の形態のアンテナ装置１は、アンテナ素子１０と、ＳＰｍＴスイッチ（第１のスイッチ）１１と、複数の整合回路１２−１〜１２−ｎと、ＳＰｎＴスイッチ１３と、ＢＰＦ（Band Pass Filter）１４と、低雑音増幅器（ＬＮＡ）１５と、切換スイッチ（第２のスイッチ）１６と、チューナ１７と、ＬＮＡ飽和検出部１８とを備える。
【００１６】
アンテナ素子１０は、携帯端末に内蔵できるような小型なアンテナであり、例えば１０分の１波長以下の長さを有する。アンテナ素子１０は、ＳＰｍＴスイッチ１１を介して、低雑音増幅器１５に複素共役整合される第１の系と、帯域毎の整合回路１２−１〜１２−ｎによりインピーダンス整合される第２の系とに接続される。第１の系は、アンテナ素子１０と低雑音増幅器１５を複素共役で整合をとる広帯域で高感度が得られる系であり、切換スイッチ１６を介してチューナ１７に接続される。他方、第２の系は、整合回路１２を用いて整合を取る狭帯域な系であり、ＢＰＦ１４及び切換スイッチ１６を介してチューナ１７に接続される。第２の系は狭帯域であるため、デジタルテレビ放送帯などの広帯域アプリをカバーするために、整合回路１２を複数備えるとともに、妨害波抑圧のためのＢＰＦ１４を備える。
【００１７】
ＳＰｍＴスイッチ１１は、１つの入力端とｍ個の出力端とを有する切換スイッチである。このＳＰｍＴスイッチ１１には、第１の系での低雑音増幅器１５との複素共役整合による広帯域特性を維持するために、例えばＭＥＭＳスイッチが用いられる。ＳＰｍＴスイッチ１１の入力端にはアンテナ素子１０が接続され、ｍ個の出力端には整合回路１２−１〜１２−ｎの各入力端と低雑音増幅回路１５の入力端が接続される。ＳＰｍＴスイッチ１１にはチャネル切換信号とＬＮＡ飽和検出部１８からの切換信号が入力される。ＳＰｍＴスイッチ１１は、ＬＮＡ飽和検出部１８から切換信号が入力されていないとき即ち通常時はアンテナ素子１０を第１の系に固定し、ＬＮＡ飽和検出部１８から切換信号が入力されると第２の系に切り換える。即ち、低雑音増幅器１５が飽和するような強妨害波が入力された場合に第１の系から第２の系に切り換える。また、第２の系に切り換えた場合、入力されるチャネル切換信号に応じて出力の切換えを行う。
【００１８】
ＳＰｎＴスイッチ１３は、ｎ（＝ｍ−１）個の入力端と１つの出力端とを有する切換スイッチである。このＳＰｎＴスイッチ１３には、ＦＥＴ又はＰＩＮダイオードスイッチが用いられる。なお、ＳＰｍＴスイッチ１１と同様のＭＥＭＳスイッチを用いることも勿論可能である。ＳＰｎＴスイッチ１３のｎ個の入力端には整合回路１２−１〜１２−ｎの各出力端が接続され、１つの出力端にはＢＰＦ１４の入力端が接続される。ＳＰｎＴスイッチ１３にもチャネル切換信号が入力され、ＳＰｍＴスイッチ１１と連動して入力を切り換えて複数の整合回路１２−１〜１２−ｎのうちの１つを選択する。
【００１９】
ＢＰＦ１４の出力端は、切換スイッチ１６の一方の固定接点ａに接続される。低雑音増幅回路１５の出力端は、切換スイッチ１６の他方の固定接点ｂに接続される。切換スイッチ１６の可動接点ｃはチューナ１７の入力端に接続される。ＬＮＡ飽和検出部１８は、低雑音増幅器１５の入力レベルを検出して低雑音増幅器１５の飽和を検出し、低雑音増幅器１５が飽和したときに切換信号を出力する。ＬＮＡ飽和検出部１８が切換信号を出力することで第１の系から第２の系に切り換る。低雑音増幅器１５の飽和を検出する手段としては、例えば入力信号の一部を方向性結合器にて取り出して、そのレベルを判定する手段が挙げられる。なお、第１の系から第２の系への切り換えを低雑音増幅器１５の飽和を検出することで行う以外に、例えばデジタルテレビ放送の映像が映らなくなったことを検出することで行うことも可能である。
【００２０】
このような構成のアンテナ装置１において、通常は第１の系で動作し、アンテナ素子１０で受信したデジタルテレビ放送信号を低雑音増幅器１５で増幅してチューナ１７へ出力する。通信用の８００ＭＨｚ帯や２ＧＨｚ帯の送信波による妨害や、携帯電話の送信波の回り込みによって低雑音増幅器１５が飽和したときは、第１の系から第２の系に切り換り、第２の系で動作する。
【００２１】
図２は、デジタルテレビ放送を受信したときの従来のアンテナ装置と本発明のアンテナ装置の受信性能の違いを説明するための図である。従来の場合（即ち第１の系のみの場合）は、（ａ）の斜線で示すように、強妨害波区域１００では低雑音増幅器が飽和してしまうため正常に受信できない。本発明の場合は、（ｂ）の斜線で示すように、弱電界区域１１０と強妨害波区域１００が重なった区域では正常に受信できないものの、重なった区域以外の強妨害波区域１００で正常に受信できるようになり、受信可能領域の拡大が図れる。
【００２２】
このように本実施の形態のアンテナ装置１によれば、アンテナ素子１０を、ＳＰｍＴスイッチ１１を介して、低雑音増幅器１５と複素共役整合をとる第１の系と、複数の整合回路１２−１〜１２−ｎによりインピーダンス整合する第２の系とに接続し、これら第１の系と第２の系を、切換スイッチ１６を介してチューナ１７に接続し、ＳＰｍＴスイッチ１１及び切換スイッチ１６が、低雑音増幅器１５の入力に応じて第１の系と第２の系とを選択的に切り換えるので、低雑音増幅器１５を使用しながらも、妨害波が強い場合において受信性能劣化を低く抑えることができる。
【００２３】
（実施の形態２）
図３は、本発明の実施の形態２に係るアンテナ装置２の概略構成を示すブロック図である。同図に示すように、本実施の形態のアンテナ装置２は、前述した実施の形態１のアンテナ装置１を２系統備え、チューナ１７を共用することでダイバーシチ動作するようにしたものである。アンテナ装置１を２系統備えてダイバーシチ動作をさせることで、アンテナ装置１が１つの場合よりもさらなる高感度化を実現することができる。系統間の切換スイッチ１６の切り換えは、それぞれの系の低雑音増幅器１５の飽和状態により判定する。この場合、切換スイッチ１６の切り換えの組み合わせは４通りある。
【００２４】
（実施の形態３）
図４は、本発明の実施の形態３に係るアンテナ装置３の概略構成を示すブロック図である。同図に示すアンテナ装置３は、前述した実施の形態１のアンテナ装置１の構成の一部を変更したものである。即ち、前述した実施の形態１のアンテナ装置１では、複数の整合回路１２−１〜１２−ｎと、これらを切り換えるためのＳＰｍＴスイッチ１１及びＳＰｎＴスイッチ１３を備えて帯域の切り換えを行うようにしたが、実施の形態３のアンテナ装置３では、バラクタダイオードなどの可変容量器を用いた可変整合回路２０を備え、この可変整合回路２０を電気的に制御して帯域の切り換えを行うようにした。また、アンテナ素子１０を第１の系と第２の系に接続するためのスイッチとして、ＳＰＤＴ（Single Pole Double Throw）のＭＥＭＳスイッチ２１を備えている。ＭＥＭＳスイッチ２１の可動接点ｃにアンテナ素子１０が接続され、一方の固定接点ａに可変整合回路２０の入力端が接続され、他方の固定接点ｂに低雑音増幅器１５の入力端が接続される。
【００２５】
このような構成のアンテナ装置３において、通常は第１の系で動作して、アンテナ素子１０で受信したデジタルテレビ放送信号を低雑音増幅器１５で増幅してチューナ１７へ出力する。通信用の８００ＭＨｚ帯や２ＧＨｚ帯の送信波による妨害や、携帯電話の送信波の回り込みによって低雑音増幅器１５が飽和したときは、第１の系から第２の系に切り換り、第２の系で動作する。
【００２６】
このように本実施の形態のアンテナ装置３によれば、整合回路としてバラクタダイオードなどの可変容量器を用いた可変整合回路２０を備えるとともに、アンテナ素子１０を第１の系と第２の系に接続するためのスイッチとして、ＳＰＤＴのＭＥＭＳスイッチ２１を備えるので、実施の形態１のアンテナ装置１よりも構成が簡略化し、かつ低コスト化が図れる。なお、実施の形態１のアンテナ装置１と同等の効果（低雑音増幅器１５を使用しながらも、妨害波が強くなることによる通信性能劣化を低く抑えることができる）が得られることは述べるまでもない。
【産業上の利用可能性】
【００２７】
本発明は、低雑音増幅器を使用しながらも、妨害波が強くなることによる通信性能劣化を低く抑えることができるといった効果を有し、デジタルテレビ放送を受信できる機能を有する携帯端末、ワンセグテレビ、カーナビゲーション等の電子機器への適用が可能である。
【符号の説明】
【００２８】
１〜３  アンテナ装置
１０  アンテナ素子
１１  ＳＰｍＴスイッチ
１２−１〜１２−ｎ  整合回路
１３  ＳＰｎＴスイッチ
１４  ＢＰＦ
１５  低雑音増幅器
１６、２１  切換スイッチ
１７  チューナ
２０  可変整合回路
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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