(57)【要約】 【課題】複数の周波数帯を同時に送受信しても通信性能の劣化が小さい小型なアンテナおよび無線通信装置を提供すること。【解決手段】  アンテナは、第一の周波数帯の電磁波を送信または受信するための第一の給電点と、前記第一の周波数帯よりも低い第二の周波数帯の電磁波を送信または受信するための第二の給電点と、前記第一の給電点に接続または結合され、前記第二の周波数帯の電磁波を減衰させる特性を有する第一のフィルタと、前記第一の周波数帯の電磁波を減衰させる特性を有する第二のフィルタと、前記第一のフィルタおよび前記第二のフィルタに接続または結合される第一の導体と、前記第二のフィルタおよび前記第二の給電点に接続または結合される第二の導体と、を有することを特徴とする。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第一の周波数帯の電磁波を送信または受信するための第一の給電点と、
前記第一の周波数帯よりも低い第二の周波数帯の電磁波を送信または受信するための第二の給電点と、
前記第一の給電点に接続または結合され、前記第二の周波数帯の電磁波を減衰させる特性を有する第一のフィルタと、
前記第一の周波数帯の電磁波を減衰させる特性を有する第二のフィルタと、
前記第一のフィルタおよび前記第二のフィルタに接続または結合される第一の導体と、
前記第二のフィルタおよび前記第二の給電点に接続または結合される第二の導体と、
を有することを特徴とするアンテナ。
【請求項２】
前記第一の導体の少なくとも一部が第一の周波数帯で共振し、
前記第一の導体の少なくとも一部および前記第二の導体の少なくとも一部の組み合わせが第二の周波数帯で共振するよう構成されることを特徴とする請求項１に記載のアンテナ。
【請求項３】
前記第二のフィルタは前記第二の周波数帯より高い周波数帯の電磁波を減衰させるローパスフィルタであることを特徴とする請求項１または２に記載のアンテナ。
【請求項４】
前記第一のフィルタは前記第一の周波数帯より低い周波数帯の電磁波を減衰させるハイパスフィルタであることを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載のアンテナ。
【請求項５】
アンテナから、前記第二の導体を含む所定の部分が取り外せるよう構成されることを特徴とする請求項１乃至４の何れか１項に記載のアンテナ。
【請求項６】
前記第一の導体と前記第二の導体とが異なる基板上に配置されることを特徴とする請求項１乃至５の何れか１項に記載のアンテナ。
【請求項７】
前記第一の給電点と前記第二の給電点とが異なる基板上に配置されることを特徴とする請求項１乃至６の何れか１項に記載のアンテナ。
【請求項８】
前記第二の導体と前記第二の給電点との間にローパスフィルタが配置されることを特徴とする請求項１乃至７の何れか１項に記載のアンテナ。
【請求項９】
第一の周波数帯の電磁波を送信または受信するための第一の無線回路部と、
前記第一の周波数帯よりも低い第二の周波数帯の電磁波を送信または受信するための第二の無線回路部と、
前記第一の無線回路部に接続または結合され、前記第一の周波数帯の電磁波より前記第二の周波数帯の電磁波を減衰させる特性を有する第一のフィルタと、
前記第二の周波数帯の電磁波より前記第一の周波数帯の電磁波を減衰させる特性を有する第二のフィルタと、
前記第一のフィルタおよび前記第二のフィルタに接続または結合される第一の導体と、
前記第二のフィルタおよび前記第二の無線回路部に接続または結合される第二の導体と、
を有す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、複数の周波数帯の電磁波を送受信するためのアンテナおよび無線通信装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、パーソナルコンピュータをはじめとする小型の電子機器は、複数の無線通信規格に準拠した無線通信を行う無線通信装置を有する場合がある。これらの無線通信のために、例えばモノポールアンテナ、ヘリカルアンテナ、逆Ｆアンテナなど、種々のアンテナが使用されている。これらの各種アンテナは、電子機器の小型化やデザイン性の向上を目的として、限られたスペースでの実装が求められる。この様な小型の電子機器においては、複数無線通信規格に対応した無線ＩＣ（集積回路）と、複数の周波数帯で動作可能なマルチバンドアンテナとを用いて無線通信装置の小型化が実現されうる。特許文献１には、マルチバンドアンテナの構造が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１１−６１７１２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ここで、異なる周波数帯を利用する複数の通信規格の信号は、それぞれ独立に送受信されるため、アンテナも、異なる周波数帯の電磁波を独立に送受信する構造であることが要求される。しかしながら、一つのアンテナに同時に二つの周波数帯を入力すると、たとえ使用する周波数帯が異なっていたとしても、それぞれの信号を分離することは難しい。そのため、異なる周波数帯の電磁波であっても、互いに干渉しないように、ごく微小な時間単位で無線ＩＣが利用する無線通信規格を切り替えて通信を行うこととなりうる。しかし、実際には時分割切り替えなので、一つの無線規格を単独で使用した場合に比べて最大速度が低下しうる。
【０００５】
本発明は上記課題に鑑みなされたものであり、複数の周波数帯を同時に送受信しても通信性能の劣化が小さい小型なアンテナおよび無線通信装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために本発明の一態様に係る通信端末は以下のような構成を備える。すなわち、本発明は、例えばアンテナであって、第一の周波数帯の電磁波を送信または受信するための第一の給電点と、前記第一の周波数帯よりも低い第二の周波数帯の電磁波を送信または受信するための第二の給電点と、前記第一の給電点に接続または結合され、前記第二の周波数帯の電磁波を減衰させる特性を有する第一のフィルタと、前記第一の周波数帯の電磁波を減衰させる特性を有する第二のフィルタと、前記第一のフィルタおよび前記第二のフィルタに接続または結合される第一の導体と、前記第二のフィルタおよび前記第二の給電点に接続または結合される第二の導体と、を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、複数の周波数帯を同時に送受信しても通信性能の劣化が小さい小型なアンテナおよび無線通信装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】第一の実施形態に係る無線通信装置のブロック図。
【図２】第一の実施形態に係るアンテナの構成例を示す図。
【図３】第二の実施形態に係る無線通信装置を含む電子機器の外観図。
【図４】第二の実施形態に係る無線通信装置の構成例を示す図。
【図５】第二の実施形態に係る無線通信装置の無線アダプタ接続前の特性図。
【図６】第二の実施形態に係る無線通信装置の無線アダプタ接続後の特性図。
【図７】第三の実施形態に係る無線通信装置のブロック図。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、添付図面を参照して本発明の実施形態を詳しく説明する。尚、以下の実施形態は特許請求の範囲に係る本発明を限定するものではなく、また本実施形態で説明される特徴の組み合わせの全てが本発明の解決手段に必須のものとは限らない。
【００１０】
本実施形態は、複数の周波数帯を同時に用いて通信を行う無線通信装置に関する。具体的には、異なる複数の周波数帯の電磁波を同時に送受信するためのアンテナおよび無線通信装置を提供するものである。なお、本実施形態では、２．４ＧＨｚ帯を使うＩＥＥＥ８０２．１１ｂ、ｇ、ｎ規格と９００ＭＨｚ帯を使うＩＥＥＥ８０２．１１ａｈ規格との通信を行う無線通信装置について説明を行う。
【００１１】
＜第一の実施形態＞
図１を参照し、本実施形態に係る無線通信装置を説明する。図１に示す無線通信装置１００は、制御部１０１、無線周波数（ＲＦ）回路１０２および１０３、フィルタ１０４および１０５、ならびに導体１０６および１０７を含む。
【００１２】
ＲＦ回路１０２とフィルタ１０４とは、導体によって接続または結合される。導体１０６は、１点でフィルタ１０４に接続または結合され、別の１点でフィルタ１０５に接続または結合される。導体１０７は、フィルタ１０５とＲＦ回路１０３とを接続または結合する。ここで接続とは、アダプタまたははんだ付けなどの接続部と、伝送線路とを介して２つの回路素子を物理的に接続させることをいう。結合とは、電界結合や磁界結合などで電気的に接続させることをいう。
【００１３】
制御部１０１は、ＲＦ回路１０２および１０３の少なくとも何れかの動作を制御して他の無線通信装置との通信を行う。一例では、制御部１０１は、プロセッサ、プログラマブルロジック回路、マイクロプロセッサ、マイクロコントローラ、または集積回路である。ＲＦ回路１０２および１０３は、制御部１０１に通信可能に接続される。制御部１０１からＲＦ回路１０２および１０３には、ベースバンド信号を含む、ＲＦ回路１０２および１０３がＲＦ信号を生成可能な任意のデジタル信号が送信され、ＲＦ回路１０２および１０３から制御部１０１にも、同様のデジタル信号が送信される。一例では、制御部１０１はＲＦ回路１０２および１０３への給電を行ってもよい。あるいは、制御部１０１またはＲＦ回路１０２もしくは１０３のために１つ以上の給電部が配置されてもよい。
【００１４】
ＲＦ回路１０２および１０３は、他の電子機器と無線通信を行うための１つ以上の無線通信規格に準拠したワイヤレスＬＳＩやＣＭＯＳチップなどのＲＦ回路（無線回路部）である。無線通信規格は、一例では、ＩＥＥＥ８０２．１１ｂ、ｇ、もしくはｎ、またはＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）といった、２．４ＧＨｚ帯の電磁波を送受信するための規格であってもよい。または、無線通信規格は、ＩＥＥＥ８０２．１１ａ、ｎ、またはａｃといった、５ＧＨｚ帯の電磁波を送受信するための規格であってもよい。または、無線通信規格は、Ｗ−ＣＤＭＡ、ＬＴＥ、またはＬＴＥ−Ａといった、０．８〜２．１ＧＨｚの電磁波を送受信するための移動体通信向けの規格であってもよい。あるいは、無線通信規格とは、ＩＥＥＥ８０２．１１ａｈ、ＺｉｇＢｅｅ、ＬｏＲａＷＡＮ、またはＳＩＧＦＯＸといった、センサーネットワーク向けの規格であってもよい。
【００１５】
一例では、制御部１０１とＲＦ回路１０２または１０３の少なくとも何れかとが、超大規模集積回路（ＶＬＳＩ）、システムオンチップ（ＳｏＣ）などとして、同一のＲＦチップに実装されてもよい。
【００１６】
なお、本実施形態では、ＲＦ回路１０２が送信する電磁波の周波数帯（第一の周波数帯）はＲＦ回路１０３が送信する電磁波の周波数帯（第二の周波数帯）より高いものとする。
【００１７】
フィルタ１０４および１０５は、ローパスフィルタ（ＬＰＦ）、ハイパスフィルタ（ＨＰＦ）、バンドパスフィルタ（ＢＰＦ）、またはバンドエリミネートフィルタ（ＢＥＦ）のうち少なくとも何れかを用いて実装されうる。なお、フィルタ１０４および１０５は、コンデンサまたはインダクタのような受動回路素子を含んでもよく、ダイオードまたはトランジスタのような能動回路素子を含んでもよい。あるいは、フィルタ１０４および１０５は、伝送線路のパターンを利用する平面フィルタで実現されてもよい。一例では、フィルタ１０４および１０５は、受動回路素子で構成されるπ型フィルタでありうる。
【００１８】
フィルタ１０４は、第一の周波数帯の電磁波を伝搬させ、第二の周波数帯の電磁波を伝搬させない機能を有するフィルタであり、フィルタ１０５は、第一の周波数帯の電磁波を伝搬させず、第二の周波数帯の電磁波を伝搬させる機能を有するＲＦフィルタである。フィルタ１０４または１０５は、伝搬させる電磁波の周波数帯または伝搬させない電磁波の周波数帯の少なくとも何れかに基づいて設計される。例えば、フィルタ１０４は、第二の周波数帯より高い第一の周波数帯の電磁波を伝搬させるように、通過域端の周波数が第一の周波数帯より所定の周波数だけ低くなるよう設計されたハイパスフィルタの機能を有しうる。あるいは、フィルタ１０４は、第一の周波数帯より低い第二の周波数帯を伝搬させないように、阻止域端の周波数が第二の周波数帯より所定の周波数だけ高くなるよう設計されたハイパスフィルタの機能を有しうる。あるいは、フィルタ１０４は、通過域の周波数が第一の周波数帯を含み、阻止域の周波数が第二の周波数帯を含むように設計されたバンドパスフィルタまたはバンドエリミネートフィルタの機能を有しうる。
【００１９】
導体１０６は、フィルタ１０４とフィルタ１０５とを接続または結合するための導体（第一の導体）であり、第一の周波数帯の電磁波を放射または受信する放射素子としても機能する。導体１０７は、フィルタ１０５とＲＦ回路１０３とを接続または結合するための導体（第二の導体）であり、導体１０６と導体１０７とが組み合わさることにより、第二の周波数帯の電磁波を放射または受信するための放射素子としても機能する。導体１０６および１０７は、ストリップライン、マイクロストリップライン、同軸ケーブルまたは導波管などの伝送線路を含みうる。また、導体１０６および１０７は、ダイポールアンテナ、モノポールアンテナ、逆Ｆ型アンテナ、メアンダラインアンテナ、ヘリカルアンテナ、スロットアンテナ、またはパッチアンテナなど、任意のアンテナを含みうる。すなわち、導体１０６および１０７は、伝送線路および放射素子としての機能を備えた、線状導体、面状導体、同軸ケーブルまたは導波管でありうる。なお、導体１０６および１０７の一部のみが放射素子として動作する構成であってもよい。
【００２０】
なお、図１では、理解を容易にするためにフィルタ１０４および導体１０６、導体１０６およびフィルタ１０５、フィルタ１０５および導体１０７、ならびに導体１０７およびＲＦ回路１０３が、別の伝送線路によって接続されている。しかしながら、実際はこの伝送線路はなくてもよく、例えばフィルタ１０４または１０５は導体１０６に直接接続または結合されてもよい。
【００２１】
なお、フィルタ１０４は、ＲＦ回路１０２または導体１０６と一体に構成されてもよく、フィルタ１０５も、導体１０６または１０７と一体に構成されてもよい。
【００２２】
ここで、ＲＦ回路１０２が２．４ＧＨｚ帯の電磁波を送受信し、ＲＦ回路１０３が０．９ＧＨｚ帯の電磁波を送受信する無線通信装置１００を例に、１／４波長モノポールアンテナで導体１０６および１０７を設計する例を説明する。
【００２３】
この例では、フィルタ１０４は、第一の周波数帯の一例である２．４ＧＨｚ帯の電磁波を伝搬させ、第二の周波数帯の一例である０．９ＧＨｚ帯の電磁波を伝搬させないように構成されうる。また、フィルタ１０５は、ＲＦ回路１０２が送受信する第一の周波数帯の電磁波を伝搬させず、ＲＦ回路１０３が送受信する第二の周波数帯の電磁波を伝搬させるように構成されうる。
【００２４】
フィルタ１０５は、２．４ＧＨｚ帯の電磁波を大きく減衰させるため、ＲＦ回路１０２が送信した電磁波は、フィルタ１０４を介して導体１０６には伝搬するが、導体１０７にはほとんど伝搬しない。そのため、無線通信装置１００は、２．４ＧＨｚ帯の電磁波を、少なくとも導体１０６から放射または受信する。
【００２５】
ＲＦ回路１０２が送受信する電磁波の周波数帯は２．４ＧＨｚ帯であり、２．４ＧＨｚの周波数の電磁波の自由空間における波長は約１２ｃｍである。そのため、導体１０６の放射部の導体長が自由空間における２．４ＧＨｚの電磁波の波長の１／４である約３ｃｍである場合に、導体１０６が１／４波長モノポールアンテナとして動作しうる。導体１０６の放射部は、一例では、導体１０６の全体、フィルタ１０４および導体１０６の組み合わせ、またはフィルタ１０４とフィルタ１０５とを接続する導体１０６のうち、グラウンド導体から所定の距離以上離れた所定の部分である。あるいは、ＲＦ回路１０２とフィルタ１０４とを接続する導体１０６のうち、共振する、または定在波が立つ所定の部分が導体１０６の放射部でありうる。なお、導体１０６が基板上に実装される場合には基板の比誘電率などに起因する波長短縮効果などを考慮して、導体１０６の導体長は調整されてもよい。すなわち、導体１０６が配置される環境の誘電率などに応じて導体長が調整されうる。
【００２６】
また、本例では１／４波長モノポールアンテナとして動作させるために導体長が１／４波長となるよう設計されるが、採用するアンテナの種類に応じて、設計周波数において放射が起きるように導体長が決定されればよい。
【００２７】
次に、ＲＦ回路１０３から出力される０．９ＧＨｚ帯の電磁波は、フィルタ１０５は０．９ＧＨｚ帯の電磁波を伝搬させるため、導体１０７、フィルタ１０５、および導体１０６には伝搬する。一方、フィルタ１０４は０．９ＧＨｚ帯の電磁波を伝搬させないため、ＲＦ回路１０２にはほとんど伝搬しない。
【００２８】
ＲＦ回路１０３が送受信する電磁波の周波数帯は０．９ＧＨｚ帯であり、０．９ＧＨｚの電磁波の自由空間における波長は約３３ｃｍである。そのため、０．９ＧＨｚの電磁波の波長の１／４である約８ｃｍが導体１０６と導体１０７とのうち、放射部として動作する所定の部分の導体長に相当しうる。上述したように、導体１０６の放射部の導体長は約３ｃｍであるため、導体１０７の放射部のおおよその導体長は、８−３＝５ｃｍでありうる。あるいは、ＲＦ回路１０３から送信された電磁波が伝搬する導体１０６、フィルタ１０５、および導体１０７のそれぞれの放射部の導体長の合計が８ｃｍでありうる。ここでも、導体１０７の導体長は、配置される環境の誘電率などに応じて適宜調整されてもよい。
【００２９】
次に、図２を参照し、導体１０６および１０７の接続または結合を示すアンテナの構成例について説明する。
【００３０】
給電点２０１は、第一の周波数帯の電磁波を送受信するための給電点であり、図１のＲＦ回路１０２の入出力ポートと、フィルタ１０４の入出力ポートとの間の伝送線路上の何れかの点でありうる。給電点２０２は、第二の周波数帯の電磁波を送受信するための給電点であり、図１のＲＦ回路１０３の入出力ポートまたは導体１０７上の所定の点でありうる。
【００３１】
図２（Ａ）では、導体１０６は一端でフィルタ１０４に接続または結合され、他端でフィルタ１０５に接続または結合される。導体１０７は一端でフィルタ１０５に接続または結合され、他端で給電点２０２に接続または結合される。この場合、フィルタ１０４と１０５との間の導体１０６は、伝送線路としても機能し、放射素子としても機能しうる。同様に、フィルタ１０５と給電点２０２との間の導体１０７は、伝送線路としても機能し、放射素子としても機能しうる。
【００３２】
図２（Ｂ）では、導体１０６は、一端にフィルタ１０４および１０５が接続または結合される分岐を有し、他端は開放される。導体１０７は一端でフィルタ１０５に接続または結合され、他端で給電点２０２に接続または結合される。この場合、フィルタ１０５と給電点２０２との間の導体１０７は、伝送線路としても、放射素子としても機能しうる。一方、フィルタ１０４とフィルタ１０５との間の導体１０６は、伝送線路としてのみ機能し、フィルタ１０４と１０５とを接続または結合する導体から分岐した部分が、放射素子として機能しうる。なお、導体１０７も、図２（Ｂ）の導体１０６のような分岐を有し、放射素子として機能する部分を有してもよい。
【００３３】
図１の説明に戻る。一例では、ＲＦ回路１０３に意図しない周波数の電磁波が入らないよう、導体１０７とＲＦ回路１０３との間にフィルタを配置してもよい。例えば、上記の例において、導体１０７は、導体長が約５ｃｍであり、１．５ＧＨｚの電磁波に対して共振しうる。また、０．９ＧＨｚの電磁波を送受信するためのＲＦ回路１０３にとっては１．５ＧＨｚの電磁波はノイズになりうる。そのため、１．５ＧＨｚの電磁波がＲＦ回路１０３に伝搬しないよう、例えば通過域の周波数が０．９ＧＨｚより高く、かつ阻止域の周波数が１．５ＧＨｚより低いローパスフィルタを導体１０７とＲＦ回路１０３との間に配置できる。
【００３４】
以上説明したように、本実施形態では、第一の周波数帯を送受信するための第一の導体に第二の導体を追加し、第一の周波数帯より低い第二の周波数帯を送受信するために第一の導体と第二の導体とを共用する。これによって、第二の周波数帯の電磁波を送受信するための導体を個別に用意するより導体のサイズを小型化することが可能になる。
【００３５】
また、以上説明したように、本実施形態では、第一の無線周波数回路と第一の導体との間に配置された第一のフィルタが、第二の周波数帯の電磁波を減衰させる。また、第一の導体と第二の導体との間に配置された第二のフィルタが、第一の周波数帯の電磁波を減衰させる。これによって、一方の無線周波数回路から送信された電磁波が他方の無線周波数回路に干渉することを防ぐことができ、制御部１０１が無線周波数回路の時分割切り替えなどの動作制御を行うことなく、両方の無線周波数回路が独立して動作することが可能になる。
【００３６】
＜第二の実施形態＞
近年、無線通信装置を搭載している電子機器に、オプションとして異なる周波数帯を利用する無線規格に対応した無線アダプタを追加する、といった構成の電子機器が見受けられるようになった。この場合、追加される無線アダプタのアンテナは、すでに内蔵されている無線通信装置のアンテナとで、導体を個別に用意する必要がある。
【００３７】
本実施形態では、２つの導体の何れかとフィルタとの間に結合部を有し、またはフィルタが結合部として機能し、少なくとも１つの導体を含む所定の部分がアンテナから取り外せる無線通信装置について説明する。なお、第一の実施形態と同様の構成については説明を省略する。
【００３８】
図３に、本実施形態に係る無線通信装置を備える電子機器３００の外観図を示す。本実施形態に係る無線通信装置を備える電子機器３００は、ＲＦ回路３０２、導体３０３、および制御インタフェース（Ｉ／Ｆ）３０４を有する本体３０１と、ＲＦ回路３０６、導体３０７、および制御Ｉ／Ｆ３０８を有する無線アダプタ３０５を含む。本実施形態では、電子機器３００は、デジタルカメラであるとして説明を行うが、スマートフォン、タブレットＰＣ、またはノートＰＣなど、任意の電子機器に適用することができる。
【００３９】
また、本実施形態では、図１の制御部１０１、ＲＦ回路１０２、フィルタ１０４、および導体１０６が本体３０１に含まれ、ＲＦ回路１０３、フィルタ１０５、および導体１０７が無線アダプタ３０５に含まれる。
【００４０】
制御部１０１は、本体３０１の内部に配置され、ＲＦ回路１０２、および接続された場合にはＲＦ回路１０３の動作を制御する。一例では、制御部１０１は電子機器３００全体の動作を制御してもよい。また、制御部１０１は、制御Ｉ／Ｆ３０４に接続される。
【００４１】
ＲＦ回路３０２は、図１に示すＲＦ回路１０２、またはＲＦ回路１０２およびフィルタ１０５に対応する。導体３０３は、図１に示す導体１０６に対応する。制御Ｉ／Ｆ３０４は、無線アダプタ３０５側の制御Ｉ／Ｆ３０８と接続可能で、制御部１０１が制御Ｉ／Ｆ３０４を介してＲＦ回路３０２に対して制御信号を送信するためのインタフェースである。
【００４２】
ＲＦ回路３０６は、図１に示すＲＦ回路１０３に対応する。導体３０７は、図１に示す導体１０７に対応する。制御Ｉ／Ｆ３０８は、制御Ｉ／Ｆ３０４と接続された場合に、制御部１０１が制御Ｉ／Ｆ３０８を介してＲＦ回路３０６を制御するためのインタフェースである。一例では、本体３０１は、無線アダプタ３０５に対して、無線アダプタ３０５が動作するための電力を制御Ｉ／Ｆ３０４を介して供給しうる。
【００４３】
なお、図３に図示されていないが、無線アダプタ３０５は結合部を有し、制御Ｉ／Ｆ３０４と３０８とが接続された場合に、結合部が導体３０３と３０７とを結合する。ここで、結合とは、物理的な接続であってもよいし、磁界結合または電界結合などの電磁結合であってもよい。本実施形態では、結合部と導体３０３と、および制御Ｉ／Ｆ３０４と３０８とが着脱可能であるため、無線アダプタ３０５を本体から取り外すことができる。
【００４４】
続いて、図４を参照して、本体３０１のＲＦ回路１０２が２．４ＧＨｚ帯の電磁波を送受信し、無線アダプタ３０５が０．９ＧＨｚ帯の電磁波を送受信するよう構成された無線通信装置１００の構成例を説明する。
【００４５】
図３の無線通信装置１００は、ＲＦ回路４０１および４０３、導体４０２および４０４、ならびに結合部４０５を含む。ＲＦ回路４０１および４０３は、それぞれＲＦ回路３０２および３０６に対応し、導体４０２および４０４は、それぞれ導体３０３および３０７に対応する。なお、本実施形態では、ＲＦ回路４０１には図１のフィルタ１０４に相当するＲＦフィルタが含まれている。
【００４６】
導体４０２は、２．４ＧＨｚ帯の電磁波を放射または受信することができるメアンダラインアンテナを含む。導体４０４は、導体４０２に接続または結合される場合に、導体４０２と導体４０４とが０．９ＧＨｚ帯の電磁波を放射または受信することができるメアンダラインアンテナとして動作するよう構成されうる。
【００４７】
なお、本実施形態では、ＲＦ回路４０１とＲＦ回路４０３とは異なる基板上に配置され、導体４０２の給電点はＲＦ回路４０１上に、導体４０４の給電点はＲＦ回路４０３上に配置される。これによって、ＲＦ回路４０１とＲＦ回路４０３との電磁界結合を緩和し、一方のＲＦ回路から送信された電磁波が他方のＲＦ回路に対してノイズとなってしまう（送信波が回り込む）状況を抑制することができる。しかしながら、別の例では、ＲＦ回路４０１と４０３とは同一基板上、または一体に構成されてもよく、導体４０２の給電点と導体４０４の給電点とも同一基板上または一体に構成されてもよい。例えば、本体３０１に、送受信可能な周波数帯を調整可能な複数のＲＦ回路を有し、無線アダプタ３０５には、伝送線路および放射素子を含む導体と、フィルタとが含まれてもよい。これによって、無線アダプタ３０５をより小型に形成することができ、製造コストを下げることができる。
【００４８】
ここで、図５を参照して、無線アダプタを接続する前の、すなわち図４でＲＦ回路４０３、導体４０４、および結合部４０５が省略された無線通信装置１００の特性を説明する。
【００４９】
Ｓ11は、導体４０２の給電点から給電した場合の、０．５〜３ＧＨｚまでの周波数における反射の大きさ（ｄＢ単位）を示している。Ｓ11が０ｄＢである場合には、入力信号が全反射、すなわち導体４０２からの放射がないことを示す。また、Ｓ11が−１０ｄＢである場合には、入力信号の１０％が反射されることを示し、９０％が反射されずに放射された（透過した）ことを示す。図５から、２．４〜２．５ＧＨｚで反射が小さくなり、無線通信装置１００は、ＲＦ回路４０３、導体４０４、結合部４０５が接続されない場合に、２．４ＧＨｚ帯の電磁波を放射、受信することが分かる。
【００５０】
次に、図６を参照し、結合部４０５を介して導体４０４を導体４０２に結合した、すなわち無線アダプタ３０５を本体３０１に接続した後の無線通信装置１００の特性を説明する。Ｓ11は、導体４０２の給電点から給電した場合の反射の大きさを示す。図６から、２．４〜２．５ＧＨｚで反射が小さくなり、無線通信装置の２．４ＧＨｚ帯における特性は、無線アダプタ３０５の着脱前後でほぼ変化しないことが分かる。一方、無線アダプタ３０５が接続された場合、０．９〜０．９５ＧＨｚでも反射が小さくなっていることが分かる。すなわち、無線アダプタ３０５を本体３０１に接続することによって、無線通信装置１００は０．９ＧＨｚ帯の周波数が新たに送受信可能となることが分かる。
【００５１】
以上説明したように、本実施形態によれば、アンテナから第二の導体を含む所定の部分を取り外せるように構成される。これによって、必要な周波数帯に応じて無線アダプタを追加することが可能となる。
【００５２】
また、以上説明したように、本実施形態によれば、第一の導体と第二の導体とが異なる基板に配置される。これによって、導体間の干渉を抑えることが容易になり、無線アダプタを後から追加して同時に送受信可能な周波数帯を追加できる。
【００５３】
また、以上説明した通り、本実施形態では、第一のＲＦ回路と第二のＲＦ回路とが異なる基板に配置される。これによって、第一のＲＦ回路から第二のＲＦ回路への回り込みを抑制する構成を容易に設計可能となり、第一のＲＦ回路と第二のＲＦ回路とが独立に動作することが可能となる。
【００５４】
＜第三の実施形態＞
第二の実施形態では、第一の周波数帯の電磁波を送受信する導体１０６と、第二の周波数帯の電磁波を送受信するために導体１０６と組み合わせられる導体１０７とを含む無線通信装置を説明した。本実施形態では、導体１０６と導体１０７との少なくとも何れかが、複数の周波数帯の電磁波を送受信可能である無線通信装置を説明する。なお、第一または第二の実施形態と同様の構成については説明を省略する。
【００５５】
図７に、本実施形態に係る無線通信装置１００を示す。本実施形態に係る無線通信装置１００は、本体７００と無線アダプタ７１０を含みうる。本体７００は、制御部１０１、ＲＦ回路７０１、フィルタ７０２、および導体７０３を有する。無線アダプタ７１０は、ＲＦ回路１０３、フィルタ７１２、導体７１３、および制御Ｉ／Ｆ７１１を有する。
【００５６】
ＲＦ回路７０１は、５ＧＨｚ帯および２．４ＧＨｚ帯の電磁波を送受信する。フィルタ７０２は、２．４ＧＨｚと５ＧＨｚを通過域に含み、０．９ＧＨｚを阻止域に含むハイパスフィルタである。導体７０３は、導体７０４、フィルタ７０５、および導体７０６を含む。導体７０４は、５ＧＨｚの電磁波を放出および受信するためのアンテナとして機能する。フィルタ７０５は、０．９ＧＨｚと２．４ＧＨｚとを通過域に含み、５ＧＨｚを阻止域に含むローパスフィルタである。導体７０６は、導体７０４と接続または結合された場合、２．４ＧＨｚ帯の電磁波を放出および受信するためのアンテナとしても機能する。
【００５７】
ＲＦ回路１０３は、０．９ＧＨｚ帯の電磁波を送受信する。フィルタ７１２は、０．９ＧＨｚを通過域に含み、２．４ＧＨｚと５ＧＨｚとを阻止域に含むローパスフィルタである。導体７１３は、導体７０３と接続または結合された場合、０．９ＧＨｚ帯の電磁波を放出および受信するためのアンテナである。
【００５８】
各導体が１／４波長モノポールアンテナである場合、各導体の導体長は以下のように決定することができる。
【００５９】
ＲＦ回路７０１が送受信する電磁波の周波数帯は５ＧＨｚ帯または２．４ＧＨｚ帯である。ＲＦ回路７０１から送信された５ＧＨｚ帯の電磁波は、フィルタ７０２および導体７０４に伝搬する。５ＧＨｚの電磁波の自由空間における波長は約６ｃｍであるため、５ＧＨｚの電磁波の波長の１／４である約１．５ｃｍが導体７０４の導体長でありうる。続いて、ＲＦ回路７０１から送信された２．４ＧＨｚ帯の電磁波は、フィルタ７０２、導体７０４、フィルタ７０５、および導体７０６に伝搬する。２．４ＧＨｚの電磁波の自由空間における波長は約１２ｃｍであるため、２．４ＧＨｚの電磁波の波長の１／４である約３ｃｍが導体７０４の導体長と導体７０６の導体長との合計でありうる。導体７０４の導体長は約１．５ｃｍであるため、導体７０６のおおよその導体長は、３−１．５＝１．５ｃｍである。
【００６０】
ＲＦ回路１０３が送受信する電磁波の周波数帯は０．９ＧＨｚ帯である。ＲＦ回路１０３から送信された０．９ＧＨｚの電磁波は、導体７１３、フィルタ７１２、導体７０６、フィルタ７０５、および導体７０４に伝搬する。０．９ＧＨｚの電磁波の自由空間に超える波長は約３３ｃｍであるため、０．９ＧＨｚの電磁波の波長の１／４である約８ｃｍが導体７１３、導体７０６、および導体７０４の導体長の合計でありうる。したがって、導体７１３のおおよその導体長は、８−１．５−１．５＝５ｃｍでありうる。
【００６１】
以上説明したように、本実施形態では、マルチバンドアンテナに導体を接続または結合することで、利用可能な周波数を追加することができる。これによって、既に配置されたマルチバンドアンテナを利用して、サイズの増加を抑えながら送受信のために利用可能な周波数を追加することが可能になる。
【００６２】
＜その他の実施形態＞
第二または第三の実施形態では、本体に１つの無線アダプタを接続することで送受信する周波数を追加可能な無線通信装置を説明したが、２つ以上の無線アダプタを接続可能であってもよい。例えば、５ＧＨｚ帯の電磁波を送受信するための第一の導体を有する本体に、第一の導体に接続されて２．４ＧＨｚ帯の電磁波を送受信するための第二の導体を含む第一の無線アダプタが接続されうる。続いて、第一の無線アダプタが接続された本体に、第一および第二の導体に接続されて０．９ＧＨｚ帯の電磁波を送受信するための第三の導体を含む第二の無線アダプタが更に接続されてもよい。
【００６３】
また、第一の導体を含む所定の部分と、第二の導体を含む所定の部分との両方が、アンテナから取り外せてもよい。例えば、第一のＲＦ回路、第一のフィルタ、および第一の導体を備える第一の無線アダプタと、第二のＲＦ回路、第二のフィルタ、および第二の導体を備える第二の無線アダプタを、制御部を備える本体に接続するよう構成された電子機器であってもよい。
【符号の説明】
【００６４】
１００：無線通信装置、１０１：制御部、１０２：ＲＦ回路、１０３：ＲＦ回路、１０４：フィルタ、１０５：フィルタ、１０６：導体、１０７：導体、２０１：給電点、２０２：給電点、３０１：電子機器本体、３０２：ＲＦ回路、３０３：導体、３０４：制御Ｉ／Ｆ、３０５：無線アダプタ、３０６：ＲＦ回路、３０７：導体、３０８：制御Ｉ／Ｆ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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