(57)【要約】      （修正有）【課題】マルチ周波数アンテナに用いられる無線周波整合回路及び無線通信装置を提供する。【解決手段】無線周波整合回路１０は、アンテナ２０とＲＦモジュール３０との間に電気的に接続されている。無線周波整合回路は、第一アドミタンス回路１１及び第二アドミタンス回路１２を備える。第一アドミタンス回路１１は、アンテナとＲＦモジュールとの間に直列接続され、第一アドミタンス回路のアドミタンスが調節されることによって、アンテナの異なる周波数バンドにおける低周波数の共振周波数は変更される。第二アドミタンス回路の一端がＲＦモジュールと第一アドミタンス回路との間に電気的に接続され、第二アドミタンス回路の他端が接地されることによって、第一アドミタンス回路の高周波信号に対する影響は解消される。【選択図】図１
2014230276.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
アンテナとＲＦモジュールとの間に電気的に接続されている無線周波整合回路であって、
前記無線周波整合回路は、第一アドミタンス回路及び第二アドミタンス回路を備え、前記第一アドミタンス回路は、前記アンテナと前記ＲＦモジュールとの間に直列接続され、  前記第一アドミタンス回路のアドミタンスが調節されることによって、前記アンテナの異なる周波数バンドにおける低周波数の共振周波数は変更され、
前記第二アドミタンス回路の一端が前記ＲＦモジュールと前記第一アドミタンス回路との間に電気的に接続され、前記第二アドミタンス回路の他端が接地されることによって、前記第一アドミタンス回路の高周波信号に対する影響は解消されることを特徴とする無線周波整合回路。
【請求項２】
前記第一アドミタンス回路は、前記アンテナと前記ＲＦモジュールとの間に直列接続された可変コンデンサを備え、前記第二アドミタンス回路は、一端が前記ＲＦモジュールと前記可変コンデンサとの間に電気的に接続され、他端が接地されている第一インダクタンスを備えることを特徴とする請求項１に記載の無線周波整合回路。
【請求項３】
前記第二アドミタンス回路は、第一コンデンサをさらに備え、前記第一コンデンサの一端が前記第一インダクタンスと前記ＲＦモジュールとの間に電気的に接続され、前記第一コンデンサの他端が接地されることによって、前記第一インダクタンスの高周波信号に対する影響は解消されることを特徴とする請求項２に記載の無線周波整合回路。
【請求項４】
前記第一アドミタンス回路は、第二インダクタンスをさらに備え、前記第二インダクタンスは、前記可変コンデンサと前記アンテナとの間に直列接続されることによって、可変インダクタンスの高周波信号に対する影響は解消されることを特徴とする請求項２に記載の無線周波整合回路。
【請求項５】
前記第二インダクタンスは、可変インダクタンスであることを特徴とする請求項４に記載の無線周波整合回路。
【請求項６】
前記第一アドミタンス回路は、前記アンテナと前記ＲＦモジュールとの間に直列接続される可変インダクタンスを備え、前記第二アドミタンス回路は、第一インダクタンスを備え、前記第一インダクタンスの一端は、前記ＲＦモジュールと前記可変インダクタンスとの間に電気的に接続され、前記第一インダクタンスの他端は、接地されることを特徴とする請求項１に記載の無線周波整合回路。
【請求項７】
前記第一アドミタンス回路は、第二コンデンサをさらに備え、前記第二コンデンサが前記ＲＦモジュールと前記可変インダクタンスとの間に直列接続されることによって、前記可変インダクタンスの高周波信号に対する影響は解消されることを特徴とする請求項６に記載の無線周波整合回路。
【請求項８】
アンテナと、ＲＦモジュールと、前記アンテナと前記ＲＦモジュールとの間に電気的に接続される無線周波整合回路と、を備える無線通信装置であって、
前記無線周波整合回路は、請求項１乃至請求項７の何れか一項に記載の無線周波整合回路であることを特徴とする無線通信装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回路構成に関し、特にマルチ周波数バンドにおいて動作するアンテナ（以下、マルチ周波数アンテナと略称する）の無線周波整合回路及び前記無線周波整合回路を用いた無線通信装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
現在、無線通信技術の発展に伴って、アンテナは、無線通信装置の主要必須部品の１つであり、その低周波帯域で受信した信号の周波数の範囲は益々広くなっている。従って、アンテナが多種異なる周波数の無線信号を送受信でき、且つアンテナに十分な放射効率を持たせるため、アンテナのキープアウトゾーン（ｋｅｅｐ−ｏｕｔ−ｚｏｎｅ）を拡大する必要がある。しかし、無線通信装置は益々小型化傾向にあるので、アンテナのキープアウトゾーンを拡大することは困難である。
【０００３】
上記の問題を解決するために、近年、アンテナに複数の整合回路を組み立て、切換スイッチを利用して低周波帯域の信号に対してそれぞれインピーダンスマッチングする方法が提案された。即ち、１つの整合回路は、１つの帯域（例えば、８８０〜９６０ＭＨｚ又は８２４〜８９４ＭＨｚ等）の周波数範囲にマッチングし、前記整合回路が他の帯域の周波数範囲と整合する場合、切換スイッチを使用して切り換える。
【０００４】
前記方法は、アンテナのキープアウトゾーンに対する要求を抑えることができるが、前記整合回路は、アンテナシステム全体に影響を与え、低周波帯域のインピーダンスマッチングを調節する時に、高周波帯域のインピーダンスの不一致を招き易い。また、前記方法は、切換スイッチ及び複数の整合回路を必要とし、より大きな回路の配線空間を占有するため、無線通信装置の小型化に不利である。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
以上の問題点に鑑みて、本発明は、マルチ周波数アンテナに用いられる無線周波整合回路及び前記無線周波整合回路を使用する無線通信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】
【０００６】
前記問題を解決するために、本発明に係る無線周波整合回路は、アンテナとＲＦモジュールとの間に電気的に接続されている。前記無線周波整合回路は、第一アドミタンス回路及び第二アドミタンス回路を備え、前記第一アドミタンス回路は、前記アンテナと前記ＲＦモジュールとの間に直列接続され、  前記第一アドミタンス回路のアドミタンスが調節されることによって、前記アンテナの異なる周波数バンドにおける低周波数の共振周波数は変更され、前記第二アドミタンス回路の一端が前記ＲＦモジュールと前記第一アドミタンス回路との間に電気的に接続され、前記第二アドミタンス回路の他端が接地されることによって、前記第一アドミタンス回路の高周波信号に対する影響は解消される。
【０００７】
また、前記問題を解決するために、本発明に係る無線通信装置は、アンテナと、ＲＦモジュールと、前記アンテナと前記ＲＦモジュールとの間に電気的に接続された無線周波整合回路と、を備える。前記無線周波整合回路は、第一アドミタンス回路及び第二アドミタンス回路を備え、前記第一アドミタンス回路は、前記アンテナと前記ＲＦモジュールとの間に直列接続され、  前記第一アドミタンス回路のアドミタンスが調節されることによって、前記アンテナの異なる周波数バンドにおける低周波数の共振周波数は変更され、前記第二アドミタンス回路の一端が前記ＲＦモジュールと前記第一アドミタンス回路との間に電気的に接続され、前記第二アドミタンス回路の他端が接地されることによって、前記第一アドミタンス回路の高周波信号に対する影響は解消される。
【発明の効果】
【０００８】
従来の技術と異なり、本発明の無線通信装置は、可変アドミタンスを介して整合回路のパラメータを調節して、アンテナが包含する周波数の範囲を広げることで、アンテナのキープアウトゾーンに対する要求を抑えることができる。また、本発明の回路構造は、簡単であり、無線通信装置の小型化をさらに促進することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の第一実施形態に係る無線周波整合回路の回路図である。
【図２】本発明の第二実施形態に係る無線周波整合回路の回路図である。
【図３】本発明の第三実施形態に係る無線周波整合回路の回路図である。
【図４】本発明の第四実施形態に係る無線周波整合回路の回路図である。
【図５】本発明の第五実施形態に係る無線周波整合回路の回路図である。
【図６】本発明の第六実施形態に係る無線周波整合回路の回路図である。
【図７】本発明の第七実施形態に係る無線周波整合回路の回路図である。
【図８】本発明の第八実施形態に係る無線周波整合回路の回路図である。
【図９】図５に示した無線周波整合回路のリターンロスを示す図である。
【図１０】図５に示した無線周波整合回路の放射効率を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
図１に示すように、本発明の無線周波整合回路１０は、携帯電話機、タブレットパソコン等の無線通信機能を有する無線通信装置１００の中に用いられる。無線通信装置１００は、アンテナ２０及びＲＦ（無線周波数）モジュール３０を備える。無線周波整合回路１０は、アンテナ２０とＲＦモジュール３０との間に接続されている。
【００１１】
アンテナ２０は、ＲＦモジュール３０により伝送される電気信号を受信し、且つ前記電気信号を無線電波に変換して送信する。また、アンテナ２０は、受信した無線電波を電気信号に変換して、ＲＦモジュール３０に伝送する。また、アンテナ２０は、異なる周波数バンドの信号を送受信することができる。
【００１２】
無線周波整合回路１０は、アンテナ２０とＲＦモジュール３０との間に順次に電気的に接続された第一アドミタンス回路１１及び第二アドミタンス回路１２を備える。第一アドミタンス回路１１は、アンテナ２０とＲＦモジュール３０との間に直列接続されている。第二アドミタンス回路１２の一端は、第一アドミタンス回路１１とＲＦモジュール３０との間に電気的に接続され、第二アドミタンス回路１２の他端は接地される。
【００１３】
本発明の第一実施形態において、第一アドミタンス回路１１は、アンテナ２０とＲＦモジュール３０との間に直列接続された可変コンデンサＣを備える。第二アドミタンス回路１２は、第一インダクタンスＬ１を備える。第一インダクタンスＬ１の一端は、ＲＦモジュール３０と可変コンデンサＣとの間に電気的に接続され、第一インダクタンスＬ１の他端は接地される。可変コンデンサＣは、周辺の制御回路（例えば、無線通信装置１００のＭＣＵ）及び異なる動作周波数バンドが出力した電圧制御信号（高レベル又は低レベル）に基づいて、電気容量値を調節する。これにより、可変コンデンサＣは、第一インダクタンスＬ１と共同でアンテナ２０のインピーダンスをマッチングして、アンテナ２０を低周波の共振周波数において異なる動作周波数バンドの要求にマッチさせる。
【００１４】
図２に示すように、本発明の第二実施形態に係る無線周波整合回路の構造は、第一実施形態とほぼ同じであるが、第一実施形態と異なる部分は、第二実施形態において、第一アドミタンス回路１１は、アンテナ２０とＲＦモジュール３０との間に直列接続された可変インダクタンスＬを備え、可変インダクタンスＬは、周辺の制御回路が出力した電圧制御信号（高レベル又は低レベル）に基づいて、インダクタンス値を調節することにより、第一インダクタンスＬ１と共同でアンテナ２０のインピーダンスをマッチングする。
【００１５】
図３に示すように、本発明の第三実施形態に係る無線周波整合回路の構造は、第一実施形態とほぼ同じであるが、第一実施形態と異なる部分は、第三実施形態において、第二アドミタンス回路１２は、第一インダクタンスＬ１と並列接続された第一コンデンサＣ１をさらに備える。第一コンデンサＣ１は、第一インダクタンスＬ１の高周波信号に対する影響を解消する。好ましくは、第一コンデンサＣ１の一端は、第一インダクタンスＬ１とＲＦモジュール３０との間に接続され、第一コンデンサＣ１の他端は接地される。
【００１６】
図４に示すように、本発明の第四実施形態に係る無線周波整合回路の構造は、第一実施形態とほぼ同じであるが、第一実施形態と異なる部分は、第四実施形態において、第一アドミタンス回路１１は、可変コンデンサＣと直列接続された第二インダクタンスＬ２をさらに備える。第二インダクタンスＬ２は、可変インダクタンスＬの高周波信号に対する影響を解消する。好ましくは、第二インダクタンスＬ２は、可変コンデンサＣとアンテナ２０との間に直列接続される。第二インダクタンスＬ２も、調節可能なインダクタンスである。
【００１７】
図５に示すように、本発明の第五実施形態に係る無線周波整合回路の構造は、第四実施形態とほぼ同じであるが、第四実施形態と異なる部分は、第五実施形態において、第二アドミタンス回路１２は、第一インダクタンスＬ１と並列接続された第一コンデンサＣ１をさらに備える。第一コンデンサＣ１は、第一インダクタンスＬ１の高周波信号に対する影響を解消する。好ましくは、第一コンデンサＣ１の一端は、第一インダクタンスＬ１とＲＦモジュール３０との間に接続され、第一コンデンサＣ１の他端は接地される。
【００１８】
図６に示すように、本発明の第六実施形態に係る無線周波整合回路の構造は、第二実施形態とほぼ同じであるが、第二実施形態と異なる部分は、第六実施形態において、第二アドミタンス回路１２は、第一インダクタンスＬ１の高周波信号に対する影響を解消することができる第一コンデンサＣ１をさらに備える。好ましくは、第一コンデンサＣ１の一端はＲＦモジュール３０と第一インダクタンスＬ１との間に接続され、第一コンデンサＣ１の他端は接地される。
【００１９】
図７に示すように、本発明の第七実施形態に係る無線周波整合回路の構造は、第二実施形態とほぼ同じであるが、第二実施形態と異なる部分は、第七実施形態において、第一アドミタンス回路１１は、可変インダクタンスＬの高周波信号に対する影響を解消することができる第二コンデンサＣ２をさらに備える。好ましくは、第二コンデンサＣ２は、ＲＦモジュール３０と可変インダクタンスＬとの間に直列接続される。
【００２０】
図８に示すように、本発明の第八実施形態に係る無線周波整合回路の構造は、第七実施形態とほぼ同じであるが、第七実施形態と異なる部分は、第八実施形態において、第二アドミタンス回路１２は、第一インダクタンスＬ１の高周波信号に対する影響を解消することができる第一コンデンサＣ１をさらに備える。好ましくは、第一コンデンサＣ１の一端はＲＦモジュール３０と第一インダクタンスＬ１との間に接続され、第一コンデンサＣ１の他端は接地される。
【００２１】
図９及び図１０は、図５に示す無線周波整合回路を利用して、可変コンデンサＣの値を調節することによって得られたアンテナ２０の三つのグループの、曲線ａ、ｂ、ｃで表された異なるリターンロス及び放射効率を示す図である。図９及び図１０から分かるように、本発明の無線周波整合回路１０をアンテナ２０と組み合せて使用すると、アンテナ２０は、優れた放射効率を有し、低周波帯域における周波数が７４６ＭＨｚから９８０ＭＨｚ又はさらに高い周波数まで調節可能である上、高周波帯域の反射係数及び放射効率はあまり影響を受けず、放射効率は低減することはない。
【００２２】
上記の実施形態から分かるように、本発明の無線周波整合回路１０は、可変インダクタンスＬのインダクタンス値又は可変コンデンサＣのコンデンサ値を調節することによって、第一アドミタンス回路１１のアドミタンスを変更して、さらにアンテナ２０が異なる低周波帯域におけるインダクタンスをマッチングして、アンテナ２０の低周波における共振周波数を調節する。これにより、アンテナ２０の低周波における共振周波数の調節範囲は広く且つ連続しており、アンテナ２０が包含する低周波範囲を広くし、アンテナ２０のキープアウトゾーンに対する要求を抑えることができる。これと同時に、第一コンデンサＣ１、第二コンデンサＣ２又は第二インダクタンスＬ２を設置することによって、無線周波整合回路１０の高周波信号に対する影響を解消することができる。
【符号の説明】
【００２３】
１０  無線周波整合回路
１１  第一アドミタンス回路
１２  第二アドミタンス回路
２０  アンテナ
３０  ＲＦモジュール
１００  無線通信装置
【図１】
2014230276.tif 000003
【図２】
2014230276.tif 000004
【図３】
2014230276.tif 000005
【図４】
2014230276.tif 000006
【図５】
2014230276.tif 000007
【図６】
2014230276.tif 000008
【図７】
2014230276.tif 000009
【図８】
2014230276.tif 000010
【図９】
2014230276.tif 000011
【図１０】
2014230276.tif 000012