(57)【要約】      （修正有）【課題】２つのアンテナ間のアイソレーションを確保して、所望のアンテナ性能を発揮させる。【解決手段】端末相互間で無線信号を送受信することにより無線通信を行う通信端末１は、無線通信を行うために当該通信端末に内蔵される２つのアンテナ２、３と、２つのアンテナ間の伝送線路のライン上に配置され当該２つのアンテナのうち何れかのアンテナが有する無線通信機能を能動とするアンテナ切換部４と、アンテナ切換部を経由して接続される当該アンテナを用いて無線信号の送受信を行う信号送受信部５と、２つのアンテナ間のアイソレーションを確保するアイソレーション形成部６とを備え、アイソレーション形成部６は、アンテナ切換部４が有する第１、第２のアンテナ側端子４１，４２と２つのアンテナ２，３とをそれぞれ接続する第１、第２のラインＬ１、Ｌ２上の電気長λｇに関係付けされる所定の位置にグランド接地のコンデンサＣ１、Ｃ２を配置する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも２つの通信端末における端末相互間で無線信号を送受信することにより無線通信を行うワイヤレス通信システムであって、
前記通信端末は、前記無線通信を行うために当該通信端末に内蔵される２つのアンテナと、前記２つのアンテナ間の伝送線路のライン上に配置され当該２つのアンテナのうち何れかのアンテナが有する無線通信機能を能動とするアンテナ切換部と、前記アンテナ切換部を経由して接続される当該アンテナを用いて前記無線信号の送受信を行う信号送受信部と、前記２つのアンテナ間のアイソレーションを確保するアイソレーション形成部とを備え、
前記アンテナ切換部は、前記２つのアンテナがそれぞれ接続される第１、第２のアンテナ側端子と、前記無線送受信部が接続される送受信部側端子とを有し、
前記アイソレーション形成部は、前記アンテナ切換部が有する前記第１、前記第２のアンテナ側端子と前記２つのアンテナとをそれぞれ接続する第１、第２のライン上の電気長λｇに関係付けされる所定の位置にグランド接地のコンデンサを配置することを特徴とするワイヤレス通信システム。
【請求項２】
前記アンテナ切換部の前記第１、前記第２のアンテナ側端子及び前記送受信部側端子はそれぞれ、同一の基板上でグランドを挟んでパターン形成されることを特徴とする請求項１記載のワイヤレス通信システム。
【請求項３】
前記第１、前記第２のラインはそれぞれ、同一の基板上にパターン形成されたコプレーナ線路であることを特徴とする請求項１又は請求項２記載のワイヤレス通信システム。
【請求項４】
一端側が前記アンテナ切換部の前記第１、前記第２のアンテナ側端子にそれぞれ接続される前記第１、前記第２のラインの他端側には、前記第１、前記第２のライン上の電気長λｇに関係付けされる所定の線路長の第３、第４のラインが形成されることを特徴とする請求項１乃至請求項３のうち何れか１項記載のワイヤレス通信システム。
【請求項５】
前記第３、前記第４のラインはそれぞれ、同一の基板上にパターン形成されたマイクロストリップ線路であることを特徴とする請求項４記載のワイヤレス通信システム。
【請求項６】
相互に接続される前記第１のライン及び前記第３のライン、前記第２のライン及び第４のラインは同一平面で形成され、それぞれの境界部は、曲線状に形成されることを特徴とする請求項４又は請求項５記載のワイヤレス通信システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、２つのアンテナで空間ダイバシチ方式により無線通信を行うワイヤレス通信システムに係り、特に、受信電界強度の強い方のアンテナをアンテナスイッチで選択するワイヤレス通信システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、壁面などに設置される液晶ディスプレイが付加された薄型無線通信機器において、内蔵されるアンテナは液晶ディスプレイの影響や取付環境の影響を大きく受けるために、空間ダイバシチ方式を用いたアンテナ回路のアンテナスイッチにより２つのアンテナの選択動作することで、これら影響を低減させている。この空間ダイバシチ方式とは、２つのアンテナで受信した同一の無線信号から電界強度の大きいアンテナの無線信号を選択することで、通信の品質や信頼性の向上を図る技術のことである。また、２つのアンテナ間の距離が電波の１／２波長離れていれば、それぞれのアンテナの受信される電界強度の相関が互いに小さくなるので、２つのアンテナ間のアイソレーションを確保することができる。
【０００３】
なお、この空間ダイバシチ方式を用いたアンテナ回路で２つのアンテナ間のアイソレーションを確保するためには、１つのプリント配線基板に電子部品が実装されるアンテナ回路では、プリント配線基板の一端側に設けられた第１のアンテナとアンテナスイッチを接続する給電線路長と、プリント配線基板の他端側に設けられた第２のアンテナとアンテナスイッチを接続する給電線路長とが同一である必要がある。
【０００４】
このような薄型無線通信機器として、互いに離れた２箇所の間で無線信号を送受信することによって無線通信を行うダイバシチ受信機能を有する無線電話装置が開示されている（例えば、特許文献１参照。）。この無線電話装置は、２つのアンテナによるダイバシチ受信機能を有する無線電話装置親機と、無線電話装置親機と無線通信を行う無線電話装置子機とを備えている。無線電話装置親機は、制御部が受信電界強度の強弱に基づき切換部で２つのアンテナから無線信号を受信するためのアンテナを選択することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平７−２１２２９４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、背景技術において説明した無線電話装置やノートブック型パーソナル・コンピュータ等の電子機器が薄型でコンパクトな機種では、２つのアンテナ間に液晶ディスプレイが配置されている場合が多いが、筐体の薄型化や回路部品の高密度実装により筐体内の余剰スペースが限られているので、１つのプリント配線基板に電子部品が実装されるアンテナ回路ではアンテナスイッチを２つのアンテナ間において均等配置することが困難になる。即ち、第１のアンテナとアンテナスイッチを接続する給電線路長と、第２のアンテナとアンテナスイッチを接続する給電線路長とが異なることから、２つのアンテナ間のアイソレーションを確保することが困難になるので、所望のアンテナ性能を発揮させることができなくなる難点があった。
【０００７】
本発明は、このような従来の難点を解決するためになされたもので、空間ダイバシチ方式を用いた１つのプリント配線基板に実装されたアンテナ回路において、一方のアンテナとアンテナスイッチを接続する給電線路長と、他方のアンテナとアンテナスイッチを接続する給電線路長とが異なっていても２つのアンテナ間のアイソレーションを確保して、所望のアンテナ性能を発揮させるワイヤレス通信システム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】
【０００８】
上述の目的を達成する本発明の第１の態様であるワイヤレス通信システムは、少なくとも２つの通信端末における端末相互間で無線信号を送受信することにより無線通信を行うワイヤレス通信システムである。
通信端末は、無線通信を行うために当該通信端末に内蔵される２つのアンテナと、２つのアンテナ間の伝送線路のライン上に配置され当該２つのアンテナのうち何れかのアンテナが有する無線通信機能を能動とするアンテナ切換部と、アンテナ切換部を経由して接続される当該アンテナを用いて無線信号の送受信を行う信号送受信部と、２つのアンテナ間のアイソレーションを確保するアイソレーション形成部とを備えている。アンテナ切換部は、２つのアンテナがそれぞれ接続される第１、第２のアンテナ側端子と、無線送受信部が接続される送受信部側端子とを有している。アイソレーション形成部は、アンテナ切換部が有する第１、第２のアンテナ側端子と２つのアンテナとをそれぞれ接続する第１、第２のライン上の電気長λｇに関係付けされる所定の位置にグランド接地のコンデンサを配置している。
【０００９】
このような第１の態様であるワイヤレス通信システムによれば、アイソレーション形成部において、アンテナ切換部が有する第１のアンテナ側端子と第１のアンテナとを接続する第１のライン上の電気長λｇに関係付けされる所定の位置にグランド接地のコンデンサを配置し、アンテナ切換部が有する第２のアンテナ側端子と第２のアンテナとを接続する第２のライン上の電気長λｇに関係付けされる所定の位置にグランド接地のコンデンサを配置していることから、信号送受信部側から見た２つのアンテナそれぞれのインピーダンスは、電気長λｇに関係付けされる同じ位置に配置されたコンデンサでそれぞれインピーダンス変換することで、当該２つのアンテナのインピーダンス整合を取ることができるので、第１のラインの給電線路長と、第２のラインの給電線路長とが異なっていても、２つのアンテナ間のアイソレーションを確保することができる。なお、２つのアンテナ間の距離が電波の１／２波長以上離れていることが前提になる。
【００１０】
本発明の第２の態様は第１の態様であるワイヤレス通信システムにおいて、アンテナ切換部の第１、第２のアンテナ側端子及び送受信部側端子はそれぞれ、同一の基板上でグランドを挟んでパターン形成されるものである。
このような第２の態様であるワイヤレス通信システムによれば、グランドは各端子に対して同じ電位になることから、同一の基板上での各端子間の相互結合を防いで当該各端子におけるアイソレーション特性を向上させることができる。
【００１１】
本発明の第３の態様は第１の態様又は第２の態様であるワイヤレス通信システムにおいて、第１、第２のラインはそれぞれ、同一の基板上にパターン形成されたコプレーナ線路である。
このような第３の態様であるワイヤレス通信システムのような構成にしたのは、回路部品が高密度実装される基板の給電線として好適であるからである。
【００１２】
本発明の第４の態様は第１の態様乃至第３の態様のうち何れか１つの態様であるワイヤレス通信システムにおいて、一端側がアンテナ切換部の第１、第２のアンテナ側端子にそれぞれ接続される第１、第２のラインの他端側には、第１、第２のライン上の電気長λｇに関係付けされる所定の線路長の第３、第４のラインが形成されるものである。
このような第４の態様であるワイヤレス通信システムのような構成にしたのは、給電線として機能する第１、第２のラインは不平衡伝送路なので、２つのアンテナ間の相互結合を抑制することができるアンテナとして平衡型アンテナを用いるためには、第１のラインと第１のアンテナとの間、及び第２のラインと第２のアンテナとの間にはそれぞれ平衡−不平衡変換器として機能する、所謂バラン（Ｂａｌｕｎ）が必要になるからである。
【００１３】
本発明の第５の態様は第４態様であるワイヤレス通信システムにおいて、第３、第４のラインはそれぞれ、同一の基板上にパターン形成されたマイクロストリップ線路である。
このような第５の態様であるワイヤレス通信システムによれば、回路部品が高密度実装される基板に好適であると共にバランとして機能させることができる。
【００１４】
本発明の第６の態様は第４の態様又は第５の態様であるワイヤレス通信システムにおいて、相互に接続される第１のライン及び第３のライン、第２のライン及び第４のラインは同一平面で形成され、それぞれの境界部は、曲線状に形成されるものである。
このような第６の態様であるワイヤレス通信システムのような構成にしたのは、第１、第２のラインは不平衡伝送路として用いられ、第３、第４のラインはバランとして用いられることから、第１のラインと第３のラインの特性インピーダンス、第２のラインと第４のラインの特性インピーダンスをそれぞれ一致させるために、第１、第２のラインと第３、第４のラインとは線路幅が異なることになるので、この境界部で起こる反射波を防ぐために、当該境界部を曲線状に形成している。この境界部において第１のラインと第３のラインを段差なく曲線で接続し、第２のラインと第４のラインを段差なく曲線で接続すると、この境界部において放射される電磁波を低減することができる。これにより、相互に接続される第１のライン及び第３のライン、第２のライン及び第４のラインが１つの基板の同一平面で形成されていても、同一の基板上での２つのアンテナ間におけるアイソレーション特性の低下を防ぐことができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明のワイヤレス通信システムによれば、空間ダイバシチ方式を用いた１つのプリント配線基板に実装されたアンテナ回路において、一方のアンテナとアンテナスイッチを接続する給電線路長と、他方のアンテナとアンテナスイッチを接続する給電線路長とが異なっていても２つのアンテナ間のアイソレーションを確保して、所望のアンテナ性能を発揮させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明のワイヤレス通信システムにおける好ましい実施の形態例である電気的構成を示す概略図である。
【図２】本発明のワイヤレス通信システムの全体構成図である。
【図３】図１のワイヤレス通信システムに使用されるアンテナ切換部を示す詳細説明図である。
【図４】本発明のワイヤレス通信システムにおける他の好ましい実施の形態例である電気的構成を示す概略図である。
【図５】図３のワイヤレス通信システムに使用されるアンテナ切換部を示す詳細説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明のワイヤレス通信システムを実施するための形態例について、図面を参照して説明する。
このようなワイヤレス通信システムは図２に示すように、２つの通信端末１、１における端末相互間で高周波の無線信号ＲＳを送受信することによって無線通信を行なうものである。なお、図２では通信端末１は２台しか図示されていないが、本発明のワイヤレス通信システムでは３台以上でも構わない。このような通信端末１としては、無線電話装置やノートブック型パーソナル・コンピュータ等の薄型でコンパクトな電子機器が該当する。
【００１８】
各通信端末１は図１に示すように、無線通信を行うために当該通信端末に内蔵される２つのアンテナ２、３と、２つのアンテナ２、３間の伝送線路のライン上に配置され当該２つのアンテナ２、３のうち何れかのアンテナが有する無線通信機能を能動とするアンテナ切換部４と、アンテナ切換部４を経由して接続される当該アンテナを用いて無線信号の送受信を行う信号送受信部５と、２つのアンテナ２．３間のアイソレーションを確保するアイソレーション形成部６とを備えている。
【００１９】
このような２つのアンテナ２、３、アンテナ切換部４、信号送受信部５及びアイソレーション形成部６は、１つのプリント配線基板（図示せず。）に実装されている。このプリント配線基板は、表面に信号パターン、裏面にグランドがそれぞれ設けられ、２つのアンテナ２、３、アンテナ切換部４、信号送受信部５及びアイソレーション形成部６は信号パターンとしてプリント配線基板の表面に実装されている。
【００２０】
アンテナ切換部４は、２つのアンテナ２、３がそれぞれ接続される第１、第２のアンテナ側端子４１、４２と、信号送受信部５が接続される送受信部側端子４３とを有している。
【００２１】
信号送受信部５は、第１のアンテナ２及び第２のアンテナ３により受信された２つの無線信号の受信電界強度の強弱によりアンテナ切換部４を切り換える空間ダイバシチ方式が利用されている。
【００２２】
アイソレーション形成部６は、アンテナ切換部４が有する第１、第２のアンテナ側端子４１、４２と２つのアンテナ２、３とをそれぞれ接続する第１、第２のラインＬ１、Ｌ２上の電気長λｇに関係付けされる所定の位置ｌ１、ｌ２にグランド接地のコンデンサＣ１、Ｃ２を配置している。ここで、電気長とは、電波伝搬において、ある周波数における媒質中の波長で表した距離になる。即ち、機械長（実測長）に速度係数（真空中と媒質中の電磁波伝達速度の比）をかけた数値である。なお、２つのアンテナ２、３間の距離が電波の１／２波長離れていれば、それぞれのアンテナの受信される電界強度の相関が互いに小さくなるので、この電気長は、プリント配線基板をコンパクトにするために、例えばλｇ／４（λ：自由空間波長）とするとよい。
【００２３】
第１、第２のラインＬ１、Ｌ２はそれぞれ不平衡伝送路として機能するラインで、同一のプリント配線基板上にパターン形成された、例えばコプレーナ線路である。コプレーナ線路は、誘電体基板であるプリント配線基板の表面だけを導体面とし、その導体面に２本のスロットが設けられる構造で、その２本のスロット間に位置する導体面を第１、第２のラインＬ１、Ｌ２として機能させることができる。
【００２４】
また、アンテナ切換部４の第１、第２のアンテナ側端子４１、４２及び送受信部側端子４３は図３に示すように、それぞれ同一のプリント配線基板上でグランドＧを挟んでパターン形成されている。即ち、プリント配線基板の表面には、第１のラインＬ１の第１のアンテナ側端子４１に接続される部位と、第２のラインＬ２の第２のアンテナ側端子４２に接続される部位との間にそれぞれグランドが形成され、第１のラインＬ１の第１のアンテナ側端子４１に接続される部位及び第２のラインＬ２の第２のアンテナ側端子４２に接続される部位と、信号送受信部５に接続されている送受信部のラインＬ３の送受信部側端子４３に接続される部位との間にグランドＧが形成されている。また、各ラインＬ１、Ｌ２、Ｌ３はグランドＧとの間にスロットＳが設けられている。なお、この送受信部のラインＬ３は不平衡伝送路として機能させるので、コプレーナ線路を用いることができる。
【００２５】
このように構成されたワイヤレス通信システムによれば、アイソレーション形成部６において、アンテナ切換部４が有する第１のアンテナ側端子４１と第１のアンテナ２とを接続する第１のラインＬ１上の電気長λｇに関係付けされる所定の位置にグランド接地のコンデンサＣ１を配置し、アンテナ切換部４が有する第２のアンテナ側端子４２と第２のアンテナ３とを接続する第２のラインＬ２上の電気長λｇに関係付けされる所定の位置にグランド接地のコンデンサＣ２を配置していることから、信号送受信部側から見た２つのアンテナ２、３それぞれのインピーダンスは、電気長λｇに関係付けされる同じ位置に配置されたコンデンサＣ１、Ｃ２でそれぞれインピーダンス変換することで、当該２つのアンテナ２、３のインピーダンス整合を取ることができるので、第１のラインＬ１の給電線路長と、第２のラインＬ２の給電線路長とが異なっていても、２つのアンテナ２、３間のアイソレーションを確保することができる。なお、２つのアンテナ２、３間の距離が電波の１／２波長以上離れていることが前提になる。
【００２６】
また、アンテナ切換部４の第１、第２のアンテナ側端子４１、４２及び送受信部側端子４３が、それぞれ同一のプリント配線基板上でグランドＧを挟んでパターン形成されている場合には、グランドＧは各端子４１、４２、４３に対して同じ電位になることから、同一のプリント配線基板上での各端子４１、４２、４３間の相互結合を防いで当該各端子４１、４２、４３におけるアイソレーション特性を向上させることができる。したがって、２つのアンテナ２、３間のアイソレーション特性を向上させることができる。
【００２７】
また、第１、第２のラインＬ１、Ｌ２をそれぞれ、同一のプリント配線基板上にパターン形成されたコプレーナ線路にした場合には、回路部品が高密度実装される基板の給電線として好適になる。
【００２８】
なお、給電線として機能する第１、第２のラインＬ１、Ｌ２は不平衡伝送路なので、２つのアンテナ２、３間の相互結合を抑制することができるアンテナとして平衡型アンテナを用いるためには、第１のラインＬ１と第１のアンテナ２との間、及び第２のラインＬ２と第２のアンテナ３との間にはそれぞれ平衡−不平衡変換器として機能する、所謂バランが必要になる。
【００２９】
そこで、図４に示すように、一端側がアンテナ切換部４の第１、第２のアンテナ側端子４１、４２にそれぞれ接続される第１、第２のラインＬ１、Ｌ２の他端側には、第１、第２のラインＬ１、Ｌ２上の電気長λｇに関係付けされる所定の線路長の第３、第４のラインｄ１、ｄ２が形成されるとよい。この電気長は、２つのアンテナ２、３間の距離が電波の１／２波長離れていれば、それぞれのアンテナの受信される電界強度の相関が互いに小さくなるので、プリント配線基板をコンパクトにするために、例えばＮ・λｇ／４（Ｎ：１以上の奇数、λ：自由空間波長）とするとよい。このように第３、第４のラインｄ１、ｄ２の電気長をＮ・λｇ／４に設定するのは、当該第３、第４のラインｄ１、ｄ２をバランである４分のλ変成器（ｑｕａｔｅｒ−ｗａｖｅ  ｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｒ）として働かせて、インピーダンス変換をさせるためである。この４分のλ変成器の作用はよく知られているので説明は省略する。
【００３０】
なお、図４において、上述した本発明のワイヤレス通信システムが適用される通信端末１を示す図１と重複する技術内容は、同一の参照番号または参照符号で表示し、説明を省略する。
【００３１】
第３、第４のラインｄ１、ｄ２はそれぞれ、同一の基板上にパターン形成された、例えばマイクロストリップ線路である。マイクロストリップ線路は、誘電体基板である両面プリント配線基板の表面にストリップ導体が、裏面にグランド導体が設けられ、基本的には両導体間の両面プリント配線基板内の電磁界を集中させることにより電磁波を伝送する構造である。なお、図４において、第３、第４のラインｄ１、ｄ２はそれぞれグランドに接続されているラインがグランド導体である。
【００３２】
このように、第３、第４のラインｄ１、ｄ２をマイクロストリップ線路にした場合には、回路部品が高密度実装される基板に好適であると共にバランとして機能させることができる。
【００３３】
また、相互に接続される第１のラインＬ１及び第３のラインｄ１、第２のラインＬ２及び第４のラインｄ２は図５に示すように、両面プリント配線基板の同一平面で形成され、それぞれの境界部ＢＳ１、ＢＳ２は、曲線状に形成されている。また、第３、第４のラインｄ１、ｄ２は、裏面のグランド導体にもこのような曲線状の境界部が設けられている。なお、図５には第２のラインＬ２、第４のラインｄ２、平衡型アンテナ３及び境界部ＢＳ２しか示していないが、第１のラインＬ１、第３のラインｄ１、平衡型アンテナ２及び境界部ＢＳ１は同様の構造なので図示していない。
【００３４】
このように、第１のラインＬ１と第３のラインｄ１の境界部ＢＳ１と、第２のラインＬ２と第４のラインｄ２の境界部ＢＳ２とをそれぞれ曲線状に形成したのは、第１、第２のラインＬ１、Ｌ２は不平衡伝送路として用いられ、第３、第４のラインｄ１、ｄ２はバランとして用いられることから、第１のラインＬ１と第３のラインｄ１の特性インピーダンス、第２のラインＬ２と第４のラインｄ２の特性インピーダンスをそれぞれ一致させるために、第１、第２のラインＬ１、Ｌ２と第３、第４のラインｄ１、ｄ２とは線路幅が異なることになるので、この境界部ＢＳ１、ＢＳ２で起こる反射波を防ぐために、当該境界部ＢＳ１、ＢＳ２を曲線状に形成している。この境界部ＢＳ１、ＢＳ２において第１のラインＬ１と第３のラインｄ１を段差なく曲線で接続し、第２のラインＬ２と第４のラインｄ２を段差なく曲線で接続すると、この境界部ＢＳ１、ＢＳ２において放射される電磁波を低減することができる。これにより、相互に接続される第１のラインＬ１及び第３のラインｄ１、第２のラインＬ２及び第４のラインｄ２が１つのプリント配線基板の同一平面で形成されていても、同一のプリント配線基板上での２つのアンテナ２、３間におけるアイソレーション特性の低下を防ぐことができる。
【００３５】
これまで本発明について図面に示した特定の実施の形態をもって説明してきたが、本発明は図面に示した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の効果を奏する限り、これまで知られたいかなる構成であっても採用することができることはいうまでもないことである。
【符号の説明】
【００３６】
１……通信端末
２、３……アンテナ
４……アンテナ切換部
４１……第１のアンテナ側端子
４２……第２のアンテナ側端子
４３……送受信部側端子
５……信号送受信部
６……アイソレーション形成部
Ｃ１、Ｃ２……コンデンサ
Ｇ……グランド
Ｌ１……第１のライン
Ｌ２……第２のライン
ｄ１……第３のライン
ｄ２……第４のライン
ＢＳ１、ＢＳ２……境界部
【図１】
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【図２】
2015192322.tif 000004
【図４】
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【図３】
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【図５】
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