(57)【要約】全二重アンテナ・インピーダンス・マッチングのためのシステムと方法が提供される。その方法は、第一周波数帯の周波数選択可能第一チャンネルに第一アンテナを効果的に共鳴させること、第一チャンネル周波数に第一アンテナ・インピーダンスを生成すること、第一周波数帯の周波数選択可能第二チャンネルに第二アンテナを効果的に共鳴させること、第二チャンネル周波数に第二アンテナ・インピーダンスを生成すること、第一チャンネル周波数に第一共役インピーダンス整合を与えること、そして、第二チャンネル周波数に第二共役インピーダンス整合を与えることを、含む。アンテナは、以下のことに応じて、効果的に共鳴する。それらは、アンテナに周波数選択可能共役インピーダンス整合を与えること、周波数選択可能アンテナ・インピーダンスを生成すること、および／または、アンテナ共鳴の周波数を選ぶこと、である。
2008507238.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
通信チャンネルを選択的に同調する全二重アンテナ・システムであって、該システムが、
第一チャンネル周波数に第一インピーダンスでインターフェイス・ポートを有する、第一周波数帯の周波数選択可能第一チャンネルと効果的に共鳴する第一アンテナ、
第二チャンネル周波数に第二インピーダンスでポートを有する、該第一周波数帯の周波数選択可能第二チャンネルと効果的に共鳴する第二アンテナ、
該第一チャンネル周波数で第一共役インピーダンスを有する、該第一アンテナ・インターフェイス・ポートと接続されたポートを含む第一マッチング回路、および、
該第二チャンネル周波数で第二共役インピーダンスを有する、該第二アンテナ・インターフェイス・ポートと接続されたポートを含む第二マッチング回路、を備えるシステム。
【請求項２】
前記第一マッチング回路が前記第一周波数帯において周波数選択可能第一共役インピーダンスを有し、
前記第二マッチング回路が該第一周波数帯において周波数選択可能第二共役インピーダンスを有する、請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記第一アンテナが選択可能第一インピーダンスを有し、
前記第二アンテナが選択可能第二インピーダンスを有する、請求項１に記載のシステム。
【請求項４】
第一アンテナ共鳴が周波数選択可能であり、
第二アンテナ共鳴が周波数選択可能である、請求項１に記載のシステム。
【請求項５】
前記第一アンテナが、前記インターフェイスに供給された第三チャンネル周波数における対応する第三インピーダンスで、第二周波数帯の周波数選択可能第三チャンネルに効果的に共鳴し、
前記第二アンテナが、前記インターフェイスに供給された第四チャンネル周波数における対応する第四インピーダンスで、該第二周波数帯の周波数選択可能第四チャンネルに効果的に共鳴し、
前記第一マッチング回路が、該第三チャンネル周波数で第三共役インピーダンスを有し、
前記第二マッチング回路が、該第四チャンネル周波数で第四共役インピーダンスを有する、請求項１に記載のシステム。
【請求項６】
前記第一と前記第二アンテナが前記第一周波数帯で同時に共鳴し、
該第一と該第二アンテナが前記第二周波数帯で同時に共鳴する、請求項５に記載のシステム。
【請求項７】
前記第一と前記第二アンテナが、それぞれ第一と第二チャンネルで共鳴し、前記第一周波数帯が８２４と８９４メガヘルツ（ＭＨｚ）の間の範囲にある、請求項１に記載のシステム。
【請求項８】
前記第一と前記第二アンテナが、それぞれ前記第一と前記第二チャンネルで共鳴し、前記第一周波数帯が１８５０と１９９０  ＭＨｚの間の範囲にある、請求項１に記載のシステム。
【請求項９】
前記第一と前記第二アンテナが、それぞれ前記第一と前記第二チャンネルで共鳴し、前記第一周波数帯が８８０と９６０  ＭＨｚの間の範囲にある、請求項１に記載のシステム。
【請求項１０】
前記第一と前記第二アンテナが、それぞれ前記第一と前記第二チャンネルで共鳴し、前記第一周波数帯が１７１０と１８８０  ＭＨｚの間の範囲にある、請求項１に記載のシステム。
【請求項１１】
前記第一と前記第二アンテナが、それぞれ前記第一と前記第二チャンネルで共鳴し、前記第一周波数帯が１９００と２１００  ＭＨｚの間の範囲にある、請求項１に記載のシステム。
【請求項１２】
前記第一と前記第二アンテナが、それぞれ前記第一と前記第二チャンネルで共鳴し、前記第一周波数帯が４１０と４５０  ＭＨｚの間の範囲にある、請求項１に記載のシステム。
【請求項１３】
前記第一と前記第二アンテナが、それぞれ前記第一と前記第二チャンネルで共鳴し、前記第一周波数帯が２４００と２４８０  ＭＨｚの間の範囲にある、請求項１に記載のシステム。
【請求項１４】
前記第一と前記第二アンテナが、それぞれ前記第一と前記第二チャンネルで共鳴し、前記第一周波数帯が４９００と５９００  ＭＨｚの間の範囲にある、請求項１に記載のシステム。
【請求項１５】
前記第一と前記第二アンテナが、それぞれ前記第一と前記第二チャンネルで共鳴し、前記第一周波数帯が１５６５と１５８５  ＭＨｚの間の範囲にある、請求項１に記載のシステム。
【請求項１６】
前記第一アンテナが、前記第一周波数帯の各チャンネルに対して、３０％より大きいアンテナ効率で共鳴し、
前記第二アンテナが、該第一周波数帯の各チャンネルに対して、３０％より大きいアンテナ効率で共鳴する、請求項１に記載のシステム。
【請求項１７】
前記第一アンテナが、前記第一周波数帯の中心周波数に関して、０．００２５あるいはそれ以上の部分的バンド幅である第一チャンネル周波数の範囲を有し、
前記第二アンテナが、該第一周波数帯の中心周波数に関して、０．００２５あるいはそれ以上の部分的バンド幅である第二チャンネル周波数の範囲を有する、請求項１６に記載のシステム。
【請求項１８】
前記第一および前記第二アンテナが、インバーテッド−Ｆ、モノポール、ダイポール、ホーン、ループ、へリックス、トラベリング・ウェーブ、クワドリフィラー・へリックス、バランスド、アンバランスド・アンテナ、電気双極、磁気双極、および、容量性負荷磁気双極アンテナを含むグループから選択される、請求項１に記載のシステム。
【請求項１９】
前記第一アンテナが、インバーテッド−Ｆアンテナであり、さらに、共鳴周波数を変えるために、アンテナ・ラジエータと参照電圧との間の分路に接続された第一可変コンデンサを含み、
前記第二アンテナが、インバーテッド−Ｆアンテナであり、さらに、共鳴周波数を変えるために、アンテナ・ラジエータと参照電圧との間の分路に接続された第二可変コンデンサを含む、請求項４に記載のシステム。
【請求項２０】
前記第一と前記第二可変コンデンサが、
コントロール電圧に応答する誘電定数を有する強誘電性誘電体と、
該コントロール電圧を受け取るためのインターフェイスを含む、請求項１９に記載のシステム。
【請求項２１】
前記第一アンテナが、インバーテッド−Ｆアンテナであり、さらに、前記第一インピーダンスを変化させるためにマッチング回路と直列で接続されている第三可変コンデンサを含み、
前記第二アンテナが、インバーテッド−Ｆアンテナであり、さらに、前記第二インピーダンスを変化させるために前記第二マッチング回路と直列で接続されている第四可変コンデンサを含む、請求項３に記載のシステム。
【請求項２２】
前記第三と前記第四可変コンデンサが、
コントロール電圧に応答する誘電定数を有する強誘電性誘電体と、
該コントロール電圧を受け取るためのインターフェイスを含む、請求項２１に記載のシステム。
【請求項２３】
前記第一マッチング回路が、
第一同調回路、および、
第二同調回路を含み、
前記第二マッチング回路が、
第三同調回路、および、
第四同調回路を含む、請求項２に記載のシステム。
【請求項２４】
前記第一同調回路が、
固定されたインダクタンス値を有する第一インダクタ、および、
選択可能な容量値を有する第五可変コンデンサを含み、
前記第二同調回路が、
固定されたインダクタンス値を有する第二インダクタ、および、
選択可能な容量値を有する第六可変コンデンサを含み、
前記第三同調回路が、
固定されたインダクタンス値を有する第三インダクタ、および、
選択可能な容量値を有する第七可変コンデンサを含み、
前記第四同調回路が、
固定されたインダクタンス値を有する第四インダクタ、および、
選択可能な容量値を有する第八可変コンデンサを含む、請求項２３に記載のシステム。
【請求項２５】
前記第五、前記第六、前記第七、前記第八可変コンデンサが、
前記コントロール電圧に応答する誘電定数を有する強誘電性誘電体と、
コントロール電圧を受け取るためのインターフェイスを含む、請求項２４に記載のシステム。
【請求項２６】
前記第一アンテナが放射された通信を受信し、
前記第二アンテナが放射された通信を送信する、請求項１に記載のシステム。
【請求項２７】
請求項１に記載のシステムであって、さらに、
複数のアンテナであって、該複数のアンテナのそれぞれが周波数帯の周波数選択可能チャンネルに効果的に共鳴し、選択されたチャンネル周波数においてインピーダンスでインターフェイスポートを有する、複数のアンテナ、および、
複数のマッチング回路であって、該複数のマッチング回路のそれぞれは、該選択されたチャンネル周波数に共役インピーダンスを有する、対応するアンテナ・インターフェイス・ポートに接続されたポートを有する、複数のマッチング回路、を備えるシステム。
【請求項２８】
前記複数のアンテナが異なるチャンネルで同時に効果的に共鳴する、請求項２７に記載のシステム。
【請求項２９】
前記複数のアンテナが同じチャンネルで同時に効果的に共鳴する、請求項２７に記載のシステム。
【請求項３０】
前記第一と前記第二マッチング回路が、同調可能な直列要素、同調可能な分路要素、「Ｌ」、π、「Ｔ」、および上述のトポロジーの組み合わせを含むグループから選択される、マッチング・トポロジーである、請求項２３に記載のシステム。
【請求項３１】
前記強誘電性可変コンデンサが、インターデジタル、ギャップ、オーバーレイコンデンサを含むグループから選択されている、請求項２０に記載のシステム。
【請求項３２】
前記強誘電性可変コンデンサが、インターデジタル、ギャップ、オーバーレイコンデンサを含むグループから選択されている、請求項２２に記載のシステム。
【請求項３３】
前記強誘電性可変コンデンサが、インターデジタル、ギャップ、オーバーレイコンデンサを含むグループから選択されている、請求項２５に記載のシステム。
【請求項３４】
前記第一アンテナがインバーテッド−Ｆアンテナであり、前記第一インピーダンスを変化させるために、接地された共鳴部の足に直列に接続された第九可変コンデンサをさらに含み、
前記第二アンテナがインバーテッド−Ｆアンテナであり、前記第二インピーダンスを変化させるために、接地された共鳴部の足に直列に接続された第十可変コンデンサをさらに含む、請求項３に記載のシステム。
【請求項３５】
前記第九および前記第十可変コンデンサが、
前記コントロール電圧に応答する誘電定数を有する強誘電性誘電体と、
該コントロール電圧を受け取るためのインターフェイスを含む、請求項３４に記載のシステム。
【請求項３６】
全二重アンテナ・マッチング・システムを有する無線電話であって、該電話が
第一周波数帯でアンテナ通信を処理するための送信ポートと受信ポートを有するトランシーバ、
該第一周波数帯の周波数選択可能第一チャンネルに効果的に共鳴する、第一チャンネル周波数において第一インピーダンスでインターフェイス・ポートを有する、第一アンテナ、
該第一周波数帯の周波数選択可能第二チャンネルに効果的に共鳴する、第二チャンネル周波数において第二インピーダンスでインターフェイス・ポートを有する、第二アンテナ、
該第一チャンネル周波数において第一共役インピーダンスで第一アンテナ・インターフェイス・ポートに接続された出力ポートと、トランシーバ送信ポートと接続された入力ポートを有する、第一マッチング回路、および、
該第二チャンネル周波数において第二共役インピーダンスで第二アンテナ・インターフェイス・ポートに接続された入力ポートと、トランシーバ受信ポートと接続された出力ポートを有する、第二マッチング回路を、備える電話。
【請求項３７】
前記第一マッチング回路は前記第一周波数帯に周波数選択可能第一共役インピーダンスを有し、
前記第二マッチング回路は該第一周波数帯に周波数選択可能第二共役インピーダンスを有する、請求項３６に記載の電話。
【請求項３８】
前記第一アンテナは選択可能第一インピーダンスを有し、
前記第二アンテナは選択可能第二インピーダンスを有する、請求項３６に記載の電話。
【請求項３９】
第一アンテナ共鳴は周波数選択可能であり、
第二アンテナ共鳴は周波数選択可能である、請求項３６に記載の電話。
【請求項４０】
前記トランシーバがさらに第二周波数帯でアンテナ通信を処理し、
前記第一アンテナは、第三チャンネル周波数において対応する第三インピーダンスで、該第二周波数帯の周波数選択可能第三チャンネルに効果的に共鳴し、
前記第二アンテナは、第四チャンネル周波数において対応する第四インピーダンスで、該第二周波数帯の周波数選択可能第四チャンネルに効果的に共鳴し、
前記第一マッチング回路は、該第三チャンネル周波数で第三共役インピーダンスを有し、
前記第二マッチング回路は、該第四チャンネル周波数で第四共役インピーダンスを有する、請求項３６に記載の電話。
【請求項４１】
前記第一と前記第二アンテナは前記第一周波数帯で同時に共鳴し、
該第一と該第二アンテナは前記第二周波数帯で同時に共鳴する、請求項４０に記載の電話。
【請求項４２】
全二重アンテナ・インピーダンス・マッチングの方法であって、該方法が、
第一アンテナを第一周波数帯の周波数選択可能第一チャンネルに効果的に共鳴すること、
第一チャンネル周波数に第一アンテナ・インピーダンスを生成すること、
第二アンテナを該第一周波数帯の周波数選択可能第二チャンネルに効果的に共鳴すること、
第二チャンネル周波数に第二アンテナ・インピーダンスを生成すること、
該第一チャンネル周波数で第一共役インピーダンス整合を与えること、および、
該第二チャンネル周波数で第二共役インピーダンス整合を与えること、を含む方法。
【請求項４３】
前記第一チャンネル周波数で前記第一共役インピーダンス整合を与えることが、周波数選択可能第一共役インピーダンスを与えることを含み、
前記第二チャンネル周波数で前記第二共役インピーダンス整合を与えることが、周波数選択可能第二共役インピーダンスを与えることを含む、請求項４２に記載の方法。
【請求項４４】
前記第一チャンネル周波数で前記第一アンテナ・インピーダンスを生成することが周波数選択可能第一インピーダンスを生成することを含み、
前記第二チャンネル周波数で前記第二アンテナ・インピーダンスを生成することが周波数選択可能第二インピーダンスを生成することを含む、請求項４２に記載の方法。
【請求項４５】
前記第一周波数帯の前記周波数選択可能第一チャンネルに前記第一アンテナを効果的に共鳴させることが、共鳴の周波数を選択することを含み、
該第一周波数帯の前記周波数選択可能第二チャンネルに前記第二アンテナを効果的に共鳴させることが、共鳴の周波数を選択することを含む、請求項４２に記載の方法。
【請求項４６】
請求項４２に記載の方法であって、さらに、
前記第二周波数帯の周波数選択可能第三チャンネルに前記第一アンテナを効果的に共鳴させること、
第三チャンネル周波数に第三アンテナ・インピーダンスを生成すること、
該第二周波数帯の周波数選択可能第四チャンネルに前記第二アンテナを効果的に共鳴させること、
第四チャンネル周波数に第四アンテナ・インピーダンスを生成すること、
該第三チャンネル周波数で第三共役インピーダンス整合を与えること、および、
該第四チャンネル周波数で第四共役インピーダンス整合を与えること、を含む方法。
【請求項４７】
前記第一と前記第二アンテナが、それぞれ、前記第一と前記第二チャンネルに同時に共鳴して、
該第一と該第二アンテナが、それぞれ、第三と第四チャンネルに同時に共鳴する、請求項４６に記載の方法。
【請求項４８】
前記第一と前記第二チャンネルが、８２４と８９４メガヘルツ（ＭＨｚ）の間の範囲の前記第一周波数帯と共鳴する、請求項４２に記載の方法。
【請求項４９】
前記第一と前記第二チャンネルが、１８５０と１９９０  ＭＨｚの間の範囲の前記第一周波数帯と共鳴する、請求項４２に記載の方法。
【請求項５０】
前記第一と前記第二チャンネルが、８８０と９６０  ＭＨｚの間の範囲の前記第一周波数帯と共鳴する、請求項４２に記載の方法。
【請求項５１】
前記第一と前記第二チャンネルが、１７１０と１８８０  ＭＨｚの間の範囲の前記第一周波数帯と共鳴する、請求項４２に記載の方法。
【請求項５２】
前記第一と前記第二チャンネルが、１９００と２１００  ＭＨｚの間の範囲の前記第一周波数帯と共鳴する、請求項４２に記載の方法。
【請求項５３】
前記第一と前記第二チャンネルが、４１０と４５０  ＭＨｚの間の範囲の前記第一周波数帯と共鳴する、請求項４２に記載の方法。
【請求項５４】
前記第一と前記第二チャンネルが、２４００と２４８０  ＭＨｚの間の範囲の前記第一周波数帯と共鳴する、請求項４２に記載の方法。
【請求項５５】
前記第一と前記第二チャンネルが、４９００と５９００  ＭＨｚの間の範囲の前記第一周波数帯と共鳴する、請求項４２に記載の方法。
【請求項５６】
前記第一と前記第二チャンネルが、１５６５と１５８５  ＭＨｚの間の範囲の前記第一周波数帯と共鳴する、請求項４２に記載の方法。
【請求項５７】
前記第一周波数帯の前記周波数選択可能第一チャンネルに前記第一アンテナを効果的に共鳴させることが、前記第一チャンネルを通じて情報を送信することを含み、
該第一周波数帯の前記周波数選択可能第二チャンネルに前記第二アンテナを効果的に共鳴させることが、前記第二チャンネルを通じて情報を受信することを含む、請求項４２に記載の方法。
【請求項５８】
請求項４２に記載の方法であって、さらに、
前記第一周波数帯の周波数選択可能チャンネルに複数のアンテナを効果的に共鳴させること、
各チャンネル周波数でインピーダンスを生成すること、および、
各チャンネル周波数で共役インピーダンス整合を与えること、を含む方法。
【請求項５９】
前記第一周波数帯の前記周波数選択可能第一チャンネルに前記第一アンテナを効果的に共鳴させることが、該第一周波数帯の全てのチャンネルで３０％より大きい効率で共鳴させることを含み、
該第一周波数帯の前記周波数選択可能第二チャンネルに前記第二アンテナを効果的に共鳴させることが、該第一周波数帯の全てのチャンネルで３０％より大きい効率で共鳴させることを含む、請求項４２に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本出願は共に係争中の、米国特許出願第１０／８９９，２８５号、タイトル「ＦＵＬＬ−ＤＵＰＬＥＸ  ＡＮＴＥＮＮＡ  ＳＹＳＴＥＭ  ＡＮＤ  ＭＥＴＨＯＤ」と関連し、二つの出願は共に同じ所有権を有する。この出願が完全に本出願の参照として組み込まれている。
【０００２】
本出願はまた以下の二つの係争中の米国出願と関連する。この二つの出願は、上述の同時係争中の米国出願と同じ日付で提出されており、同じ発明者を持つ。これらの出願は参照として本出願に組み込まれている。米国特許出願第１０／８９９，２１８号、タイトル「ＳＹＳＴＥＭ  ＡＮＤ  ＭＥＴＨＯＤ  ＦＯＲ  ＩＭＰＥＤＡＮＣＥ  ＭＡＴＣＨＩＮＧ  ＡＮ  ＡＮＴＥＮＮＡ  ＴＯ  ＳＵＢ−ＢＡＮＤＳ  ＩＮ  Ａ  ＣＯＭＭＵＮＩＣＡＴＩＯＮ  ＢＡＮＤ」、および、米国特許出願第１０／８９９，２７８号、タイトル「ＳＹＳＴＥＭ  ＡＮＤ  ＭＥＴＨＯＤ  ＦＯＲ  ＤＵＡＬ−ＢＡＮＤ  ＡＮＴＥＮＮＡ」。
【０００３】
本出願はまた、本出願と同じ日付で提出された同じ発明者を持つ、以下の二つの米国出願と関連し、これらの出願は本出願の参照として組み込まれている。「ＳＹＳＴＥＭ  ＡＮＤ  ＭＥＴＨＯＤ  ＦＯＲ  ＩＭＰＥＤＡＮＣＥ  ＭＡＴＣＨＩＮＧ  ＡＮ  ＡＮＴＥＮＮＡ  ＴＯ  ＳＵＢ−ＢＡＮＤＳ  ＩＮ  Ａ  ＣＯＭＭＵＮＩＣＡＴＩＯＮ  ＢＡＮＤ」と「ＳＹＳＴＥＭ  ＡＮＤ  ＭＥＴＨＯＤ  ＦＯＲ  ＤＵＡＬ−ＢＡＮＤ  ＡＮＴＥＮＮＡ  ＭＡＴＣＨＩＮＧ」。
【０００４】
本発明は一般に、無線通信アンテナと関連し、さらに特別に言うなら、全二重アンテナと、対応するアンテナ・マッチング回路構成とのためのシステムと方法に関連する。
【背景技術】
【０００５】
電話のような携帯無線通信機器の大きさは、さらなる多機能を加えつつ、小さくなり続けている。その結果、それらの部品を不便な位置にパッケージしながら、設計者は部品やデバイス・サブシステムのパフォーマンスを増大させ、かつ、大きさを小さくしなければならない。このような重要な部品の一つが、無線通信アンテナである。このアンテナは、例えば電話トランシーバやグローバル・ポジショニング・システム（ＧＰＳ）受信機に接続され得る。
【０００６】
最先端の無線電話はいくつもの異なる通信帯で作動することが期待される。アメリカ合衆国では、８５０メガヘルツ（ＭＨｚ）付近のセルラー帯（ＡＭＰＳ）と，１９００ＭＨｚ付近のＰＣＳ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ  Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ  Ｓｙｓｔｅｍ）帯が使われている。他の通信帯は、１８００ＭＨｚ付近のＰＣＮ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ  Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ  Ｎｅｔｗｏｒｋ）とＤＣＳ、９００ＭＨｚ付近のＧＳＭシステム（Ｇｒｏｕｐｅ  Ｓｐｅｃｉａｌ  Ｍｏｂｉｌｅ）、それに、８００から１５００ＭＨｚ付近のＪＤＣ（Ｊａｐａｎｅｓｅ  Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｃｅｌｌｕｌａｒ）を含む。対象となる他の帯は、１５７５ＭＨｚ付近のＧＰＳ信号、２４００ＭＨｚ付近のＢｌｕｅｔｏｏｔｈ、１８５０から２２００ＭＨｚのｗｉｄｅｂａｎｄ  ｃｏｄｅ  ｄｉｖｉｓｉｏｎ  ｍｕｌｔｉｐｌｅ  ａｃｃｅｓｓ（ＷＣＤＭＡ）である。
【０００７】
無線通信機器は、単純な円筒形のコイルまたはホイップ・アンテナを、一次的または二次的通信アンテナのどちらかとして使うことで知られている。インバーテッド−Ｆアンテナもまたよく使われる。アンテナの共鳴周波数はその電気的長さに応答し、その電気的長さは動作周波数波長の部分を形成する。無線機器アンテナの電気的長さは、しばしば四分の一波長の倍数になる。例えば、５λ／４，３λ／４，λ／２，または、λ／４のように。ただしλは動作周波数の波長で、有効波長は、アンテナ・ラジエータの物理的長さと、近似誘電定数に応答する。
【０００８】
慣習上は、各無線機器トランシーバ（受信機および／または送信機）は、特別な通信帯と共鳴する離散的なアンテナと接続されている。トランシーバは通信帯の中のチャンネルと同調され得る。しかしながら、たくさんのトランシーバを組み込んで、それぞれが異なる通信帯で動作し、または、トランシーバは数多くの通信帯で動作するように同調することができる、携帯無線機器が使用可能となって来た。乱暴なやり方は、各通信帯に異なる共振器やアンテナを加える方法である。例えば、非調和な関連の共鳴周波数の応答を作り出すために、異なる領域で二つの微小な帯のパッチを貼り付ける方法が知られている。しかしながら、このような設計は、全ての要求される周波数（通信帯）をカバーするのに常には適切でない。上述のアンテナの解は、高通信帯のバンドパス応答を広げるためのものであり、例えばＧＰＳとＰＣＳ通信をカバーするため、および、セルラー帯（ＡＭＰＳ）周波数を共鳴させる低通信帯を使うためである。しかしながら、ＧＰＳおよびＰＣＳパフォーマンスを改良させるために高バンドを広げることは、セルラー帯パフォーマンスを費やすことになる。
【０００９】
もう一つのアンテナに関連した問題は、無線電話通信の二重の性質に由来する。典型的には、通信帯の送信サブバンド周波数は、受信サブバンド周波数と隣接する。その結果、送信機と受信機はしばしば同じアンテナの使用を共有する。いくつかの局面では、送信と受信通信は同時に起こる。アンテナと、関連する回路構成が共有されているので、有意な量の結合が生じ得る。例えば、受信機へ結合する送信信号は受信機のノイズのフロアーを上げ、感度を減少させる。デカップリングが高められて、フィルタリング回路構成が単純化され小さくなると、もし送信機と受信機が同じアンテナを共有しなければ、無線電話の全てのパフォーマンスは改良され得る。
【００１０】
従来のアンテナ・デザインは誘電物質の使用を組み込んでいる。一般的に言って、アンテナによって作られる場の一部は、ラジエータから誘電体を通して、平衡（接地）に帰る。アンテナは同調されて周波数に共鳴して、ラジエータの波長と誘電定数は、共鳴周波数と最適な関係を有する。最も一般的な誘電体は空気で、その誘電定数は１である。他の物質の誘電定数は空気と関連して定義される。
【００１１】
強誘電性物質は、印加された電圧に応じて変化する誘電定数を有する。その変化可能な誘電定数のために、強誘電性物質は同調可能部品を作るのに良い候補である。しかし、従来の測定技術では、プロセスとは関係なしで、強誘電性部品を実質的に損失のあるものとして特徴付け、ドーピングや他の形成技術が損失する性質を改良するために用いられる。したがって、それらは広くは使われていない。ＲＦまたはマイクロ波長領域で動作する強誘電性同調可能部品は、特に損失が多いと見なされている。その観測は、例えば、特に最大の同調が望まれているときに、高ラジオ周波数（ＲＦ）またはマイクロ波長損失がバルク（厚さが１．０ｍｍより大きく）ＦＥ（強誘電性）物質にとって通常のルールとなる、レーダー応用の実験で支持されている。一般に、ステップが損失を改良（減少）するために取られないとすると、大部分のＦＥ物質は損失がある。このようなステップには次が含まれるが、これに制限されるものではない。（１）堆積前および後のアニーリングまたは両方を用いたＯ２空所に対する補償、（２）表面圧力を減少させるためのバッファ層の使用、（３）他の物質との合金化またはバッファ化、（４）選択的ドーピング。
【００１２】
低パワー部品の制限された範囲での同調に対する需要が近年増加してきて、強誘電性物質に対する興味は、バルク物質よりも薄膜の使用に向けられつつある。しかし、高い強誘電性損失の仮定は、薄膜の加工物にもまた当てはまる。従来のブロードバンド測定技術は、同調可能な強誘電性部品がバルクであろうと薄膜であろうと実質的に損失を持つという仮定を、支持している。例えば、無線通信マッチング回路では、２ＧＨｚ付近の周波数では、４０より大きいＱ、好ましくは１８０より大きい、より好ましくは３５０より大きいのが必要である。これらの同じ仮定が、アンテナ・インターフェイス回路構成とトランシーバのデザインに適用される。
【００１３】
同調可能な強誘電性部品、中でも特に薄膜を使ったものは、様々な周波数に機敏な回路に広く使える。回路構成に対して一つより多い通信帯に同調を許すので、同調可能部品が望ましい。多重バンドをカバーする同調可能部品は、離散化されたバンドの固定された周波数の部品とそれに関連するスイッチを不要とするので、潜在的に部品全体の数を減少させる。これらの有利な点は、多機能化の必要性と低価格と小型化が矛盾する要求に見える
、無線ハンドセット・デザインで特に重要である。例えば、ＣＤＭＡハンドセットでは、独立した部品のパフォーマンスは高く強調される。ＦＥ物質は、縮小されるのを抵抗しているＲＦ部品の集積化を可能とし得る。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
もしも全二重アンテナ・システムが、送信および受信機能のための分離されたアンテナを用いて構成され得れば、有利である。
【００１５】
もしも上述の送信および受信機能の間の選択性を、ナローバンド、選択可能チャンネルを使って高められれば、有利である。
【００１６】
もしも上述のアンテナ・システムが、選択可能共鳴、選択可能インピーダンス、選択可能インピーダンス・マッチング回路、または、上述の性質の組み合わせを使って、動作するようにできれば、有利である。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
本発明は、二つの分離された機構を使って、送信回路構成と受信回路構成を効果的に分離することができる、全二重アンテナ・システムを提供する。第一に、システムは、送信機と受信機のために分離されたアンテナを使う。第二に、アンテナの応答は狭められる。このことは、アンテナが作用するチャンネルを周波数選択可能とすることで達成される。この周波数選択性は、アンテナ共鳴を調節することで達成され得る。その代わりに、選択可能性はアンテナ・インピーダンスを調節することで達成される。他の代わりでは、周波数選択可能性は、アンテナによって与えられるインピーダンスをマッチング回路で調節することによって達成される。さらには、選択可能性は、上述の調節機構の組み合わせを使うことで達成され得る。
【００１８】
したがって、全二重アンテナ・インピーダンス・マッチングのために方法が提供される。この方法は次のことを含む。第一アンテナを第一周波数帯の周波数選択可能第一チャンネルに効果的に共鳴させること、第一チャンネル周波数で第一アンテナ・インピーダンスを生成すること、第二アンテナを第一周波数帯の周波数選択可能第二チャンネルに効果的に共鳴させること、第二チャンネル周波数で第二アンテナ・インピーダンスを生成すること、第一チャンネル周波数で第一共役インピーダンス整合を与えること、第二チャンネル周波数で第二共役インピーダンス整合を与えること。例えば、第二アンテナが受信通信に使用される一方で、第一アンテナは送信に使用され得る。
【００１９】
第一の局面では、第一チャンネル周波数で第一共役インピーダンス整合を与えることは、周波数選択可能第一共役インピーダンスを与えることを含む。同様にして、第二チャンネル周波数で第二共役インピーダンス整合を与えることは、周波数選択可能第二共役インピーダンスを与えることを含む。第二の局面では、第一チャンネル周波数で第一アンテナ・インピーダンスを生成することは周波数選択可能第一インピーダンスを生成することを含み、第二チャンネル周波数で第二アンテナ・インピーダンスを生成することは周波数選択可能第二インピーダンスを生成することを含む。
【００２０】
第三の局面では、第一アンテナを第一周波数帯の周波数選択可能第一チャンネルに効果的に共鳴させることは、共鳴の周波数を選択することを含む。同様にして、第二アンテナを第一周波数帯の周波数選択可能第二チャンネルに効果的に共鳴させることは、共鳴の周波数を選択することを含む。
【００２１】
さらには、二つの完全に異なる通信帯での全二重動作のために方法が提供される。すなわち、この方法は、第一アンテナを第二周波数帯の周波数選択可能第三チャンネルに効果的に共鳴させることと、第三チャンネル周波数で第三アンテナ・インピーダンスを生成することを含む。第二アンテナを第二周波数帯の周波数選択可能第四チャンネルに効果的に共鳴させることと、第四チャンネル周波数に第四アンテナ・インピーダンスを生成すること。そして、第三チャンネル周波数に第三共役インピーダンス整合が与えられ、第四チャンネル周波数に第四共役インピーダンス整合が与えられる。
【００２２】
上述の方法、全二重アンテナ・システム、それに無線電話全二重システムのさらなる詳細は、以下で与えられる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
図１は、通信チャンネルを選択的に同調するための本発明の全二重アンテナシステムの、概要ブロック図である。システム１００は、第一周波数帯の周波数選択可能第一チャンネルに効果的に共鳴する第一アンテナ１０２を備えている。通信システムに依存して、第一チャンネルは、数キロヘルツからメガヘルツ（ＭＨｚ）までに広がる最小周波数の範囲を有する。選択度に依存して、周波数の範囲は、いくつかの隣接したチャンネルをカバーするに十分な幅であり得る。第一アンテナ１０２は、第一チャンネル周波数において第一インピーダンスで、ライン１０４上にインターフェース・ポートを有する。
【００２４】
第二アンテナ１０６は、第一周波数帯の周波数選択可能第二チャンネルに効果的に共鳴している。第二アンテナ１０６は、第二チャンネル周波数において第二インピーダンスで、ライン１０８上にインターフェースを有する。第一マッチング回路１１０は、ライン１０４上に、第一チャンネル周波数で第一共役インピーダンスを有する第一アンテナ・インターフェイス・ポートへと接続された、ポートを備えている。当該技術で理解されているように、共役インピーダンスは整合しているインピーダンスに対して、近似的に等しい実数値と反対の虚数値を与える。さらに、多くの場合、真の共役整合は、対象の全周波数の範囲に対して与えられることはできない。そして、共役整合はしばしば、範囲の中心周波数に対して定義される。第二マッチング回路１１２は、第二チャンネル周波数で第二共役インピーダンスを有するライン１０８上の第二アンテナ・インターフェイス・ポートに接続されたポートを備えている。
【００２５】
第一と第二チャンネルの周波数選択性は、数多くの関連する因子と関連付けられている。これらの因子は、アンテナ共鳴周波数、または、アンテナの有効電気的長さ、アンテナ・インピーダンス、それに、マッチング回路インピーダンスがある。例えば、第一の状況では、アンテナ１０２は第一チャンネルに共鳴し得るが、しかし、うまく整合していない。このような状況では、パワーの有意な量が、アンテナ１０２とアンテナ・マッチング回路１１０の間のインターフェイスで反射パワーとして、浪費される。第一の状況は、ここで使われるように、「第一チャンネルで効果的に共鳴している」アンテナを記述していない。同様にして、第二の状況では、第一アンテナ１０２と第一マッチング回路１１０が第一チャンネル周波数で適切に整合され得る。しかしながら、アンテナは第一チャンネル周波数で効率的に電波を放出（ｒａｄｉａｔｅ）しないことが有り得る。すなわち、アンテナの有効電気的長さが、第一チャンネル周波数の四分の一波長の倍数でないことが有り得る。再び、この状況は、第一チャンネルまたは第一チャンネル周波数に効果的に共鳴しているアンテナを記述していない。
【００２６】
一つの局面では、第一周波数帯の各チャンネルに対して、第一アンテナ１０２は３０％より大きいアンテナ効率で効果的に共鳴している。同様にして、第一周波数帯の各チャンネルに対して、第二アンテナは３０％より大きいアンテナ効率で効果的に共鳴している。
【００２７】
図２は、第一と第二チャンネルの間の関係を描いた周波数プロットである。例えば、第一アンテナ（第一チャンネル）が放射された通信を受信し得る一方、第二アンテナ（第二チャンネル）は放射された通信を送信する。図に示されるとおり、第一チャンネルは低サブ・バンドと共に選ばれ得、一方、第二チャンネルは第一周波数帯の高サブ・バンドから選ばれる。図では、最初の２チャンネルの選択しか示されていないが、本発明はいかなる数の一回目（または二回目）のチャンネル選択に制限されるものではない。
【００２８】
一つの局面では、第一アンテナは、第一周波数帯中心周波数に関して、０．００２５あるいはそれ以上の部分的バンド幅である、第一チャンネル周波数の範囲を有する。同様にして、第二アンテナは、第一周波数帯中心周波数に関して、０．００２５あるいはそれ以上の部分的バンド幅である、第二チャンネル周波数の範囲を有する。
【００２９】
図１に戻って、システムの第一の単純な局面では、第一アンテナ１０２と第二アンテナ１０６の共鳴とインピーダンスは固定される。このシナリオでは、チャンネル選択性は、第一マッチング回路１１０と第二マッチング回路１１２によって与えられる共役整合を通じて、達成される。言い換えると、第一マッチング回路１１０は第一周波数帯に周波数選択可能第一共役インピーダンスを有する。同様にして、第二マッチング回路１１２は第一周波数帯に周波数選択可能第二共役インピーダンスを有する。
【００３０】
二つ目の単純なシナリオでは、マッチング回路構成によって与えられるインピーダンスのように、アンテナ共鳴は固定される。チャンネル選択性は、アンテナ・インピーダンスを制御することにより与えられる。アンテナ・インピーダンスは、固定されたマッチング回路インピーダンスに、（共役的に）整合される。すなわち、第一アンテナ１０２は選択可能第一インピーダンスを有し、第二アンテナ１０６は選択可能第二インピーダンスを有する。
【００３１】
三つ目の単純なシナリオでは、アンテナ・インピーダンスとマッチング回路インピーダンスが固定される。チャンネル選択性は、アンテナ共鳴周波数を制御することで達成される。すなわち、第一アンテナ１０２の共鳴は周波数選択可能であり、第二アンテナ１０６の共鳴は周波数選択可能である。
【００３２】
チャンネル選択性は上述のシナリオからの特徴を組み合わせることで得られることが理解されるべきである。例えば、チャンネル選択性は、アンテナ・インピーダンスに沿ってアンテナ共鳴を調節すること、または、マッチング回路インピーダンスと共にアンテナ共鳴、または、マッチング回路インピーダンスと共にアンテナ・インピーダンス、または、アンテナ共鳴、アンテナ・インピーダンス、それに、マッチング回路インピーダンスを同時に調節することで得ることが可能である。
【００３３】
図１と２を両方見て、システムのいくつかの局面で、第一アンテナ１０２は、第二周波数帯の周波数選択可能第三チャンネルでもまた共鳴する。第一アンテナ１０２は、ライン１０４上の第一マッチング回路インターフェイスへ、第三チャンネル周波数での対応する第三インピーダンスを与える。同様にして、第二アンテナ１０６は、第二周波数帯の周波数選択可能第四チャンネルに共鳴する。第二アンテナ１０６は、ライン１０８上の第二マッチング回路インターフェイスへ、第四チャンネル周波数での対応する第四インピーダンスを与える。第一マッチング回路１１０は第三チャンネル周波数で第三共役インピーダンスを有し、第二マッチング回路１１２は第四チャンネル周波数で第四共役インピーダンスを有する。
【００３４】
典型的には、システムは第一周波数帯か第二周波数帯かのどちらかで動作し、第一、第二周波数帯で同時に動作することはない。言い換えると、第一、第二アンテナ１０２／１０６は第一周波数帯で同時に共鳴し得る。同調させ直した後、第一、第二アンテナ１０２／１０６は第二周波数帯で同時に共鳴し得る。
【００３５】
本発明のこの局面は、８２４から８９４ＭＨｚのセルバンドで動作する携帯電話を所有する人物にとって、例えば、自宅にいるときに、有用である。旅行中、使用者のネットワークは異なるバンド、例えばＧＳＭ  ８８０−９６０ＭＨｚバンドで動作し得る。慣習的には、ユーザーは、一つは自宅用一つは旅行用と、二つの電話を持たなくてはならない。本発明は、適切な周波数帯を選ぶことで、ユーザー携帯電話が両方の環境で効率よく動作することを可能にする。言い換えると、本発明は無線装置を、二つの異なるバンドにおいて同じアンテナおよびマッチング回路構成を効率的に使用することを可能にする。例えば、９１１またはロケーションに基礎を置くサービスをサポートするために、共通の回路構成を電話とＧＰＳの通信の両方に使えるようにする。
【００３６】
図６は、図１のシステムのもう一つの局面を図示する概要ブロック図である。上の図１の分析をさらに拡張するために、システム６００は複数のアンテナを備える。図示されているのはアンテナ６０２，６０４，６０６であるが、システムは特別な個数のアンテナに制限されるものではない。図１の説明で定義されるように、例えば第一周波数帯のように、周波数帯の周波数選択可能チャンネルにおいて、これら６０２−６０６のアンテナのそれぞれは効果的に共鳴している。各アンテナ６０２−６０６は、それぞれ、ライン６０８，６１０，６１２上に、選択されたチャンネル周波数においてインピーダンスでインターフェイスポートを有する。システム６００はさらに、対応する複数のマッチング回路（ＭＣ）６１４，６１６，６１８を備える。６１４から６１８の各マッチング回路は、選択されたチャンネル周波数における共役インピーダンスを供給するために、それぞれ、ライン６０８から６１２の上の対応するアンテナ・インターフェイス・ポートと結合されたポートを有する。一つの局面では、アンテナ６０２−６０６は異なるチャンネルに同時に効果的に共鳴する。例えば、システムは、一つの送信チャンネルと二つの受信チャンネルを、それぞれ異なる周波数で、サポートできる。もう一つの局面では、アンテナ６０２−６０６は同じチャンネルに同時に効果的に共鳴できる。例えば、アンテナの多様性の興味から、同じチャンネル周波数が二つの異なるアンテナで受信され得る。
【００３７】
無線通信をサポートするために、第一と第二アンテナ１０２／１０６は、８２４と８９４メガヘルツ（ＭＨｚ）の間の範囲の第一周波数帯に対して、それぞれ第一と第二チャンネルで共鳴し得る。その代わりに、第一周波数帯が、いくつか例を挙げると、１８５０と１９９０ＭＨｚ、８８０と９６０ＭＨｚ、１７１０と１８８０ＭＨｚ、１９００と２１００ＭＨｚ、４１０と４５０ＭＨｚ、２４００と２４８０ＭＨｚ、４９００と５９００ＭＨｚ、１５６５と１５８５ＭＨｚの間の範囲内である。第二周波数帯もまた周波数の範囲の上述のリストによって記述され得る。
【００３８】
共鳴とインピーダンス調節が可能なアンテナは上述の関連出願に記述されていて、これらの特許出願は参照としてここに組み込まれる。アンテナに選択可能な共役インピーダンスを供給することが可能なアンテナ・マッチング回路はこれらの特許出願に記述されていて、これらの特許出願は参照としてここに組み込まれる。
【００３９】
第一と第二アンテナは以下のアンテナの種類のうちの一つであり得る。すなわち、インバーテッド−Ｆ、モノポール、ダイポール、ホーン、ループ、へリックス、トラベリング・ウェーブ、クワドリフィラー・へリックス、バランスド、アンバランスド・アンテナ、電気双極、磁気双極、または、容量性負荷磁気双極アンテナ。アンテナ選択共鳴と調節可能インピーダンスの様相を明らかにするのを助けるために、例示的なインバーテッド−Ｆアンテナが以下に記述される。しかし、本発明システムが、いかなる特別なアンテナの種類に限定されるものではないということは理解されるべきである。第一と第二アンテナが同じタイプのアンテナである必要もない。
【００４０】
図３は、共鳴周波数調節可能インバーテッド−Ｆアンテナを図示した概要ブロック図である。一つの局面から見ると、第一アンテナ（および／または第二アンテナ）はインバーテッド−Ｆアンテナ３００である。インバーテッド−Ｆアンテナ３００は、アンテナ・ラジエータ３０４と参照電圧３０６の間の分路に接続された、第一可変コンデンサ３０２を含む。例えば、参照電圧は接地され得る。第一コンデンサ３０２は共鳴周波数を変化させるために使われる。言い換えると、第一コンデンサ３０２はラジエータ３０４の有効電気的波長を変化させるために使われる。
【００４１】
一つの局面では、第一可変コンデンサ３０２は、コントロール電圧に応答する誘電定数を有する強誘電性誘電体と、コントロール電圧を受けるためのライン３０８上のインターフェイスを含む。上述の可変コンデンサ機能を可能とする強誘電性（ＦＥ）コンデンサは、関連出願の節にリストされた特許出願に詳細に記述されている。これらのＦＥ関連の出願は、ここに参照として組み込まれる。例えば、強誘電性可変コンデンサ３０２は、インターデジタル、ギャップ、または、オーバーレイ・コンデンサで有り得る。しかしながら、次の点に注意する。可変コンデンサ３０２は、従来の部品、またはＦＥと従来の部品の組み合わせから作られ得る。
【００４２】
図４は、インピーダンス調節可能インバーテッド−Ｆアンテナの概要ブロック図である。一つの局面では、第一アンテナは、第一インピーダンスを変化させるために、接地された共鳴部４０３の足に並んだ、第二可変コンデンサ４０２を有するインバーテッド−Ｆアンテナ４００である。その代わりに、第三可変コンデンサ４０４が、第一インピーダンスを変化させるためにマッチング回路（図示されていない）と直列に接続されているのが示される。もう一つのバリエーションとして、第二コンデンサ４０２と第三コンデンサ４０４の両方がインピーダンスを変化させるために使われ得る。同様にして、第二アンテナは、同等の方法で変化する第二インピーダンスを与える、インバーテッド−Ｆアンテナになり得る。図３の説明で述べたように、第二コンデンサ４０２と第三可変コンデンサ４０４は、コントロール電圧に応答する誘電定数を有する強誘電性誘電体を含み得る。第二コンデンサ４０２はコントロール電圧を受け取るためにライン４０６上にインターフェイスを有し、第三コンデンサ４０４はコントロール電圧を受け取るためにライン４０８上にインターフェイスを有する。強誘電性可変コンデンサ４０２と４０４は、インターデジタル、ギャップ、または、オーバーレイ・コンデンサであり得る。
【００４３】
示されていない別の局面では、インピーダンスは、ライン１０４への分路に置かれた可変コンデンサによって制御される。さらに、整合性は、例を挙げるなら「Ｌ」，「Ｔ」，πネットワークを使うことで変化され得る。さらには、整合は、従来の部品、あるいは、ＦＥと従来の部品の組み合わせで実行され得る。インバーテッド−Ｆアンテナは、インピーダンスと共鳴周波数の両方を変化させるコンデンサを含み得ることが理解されるべきである（図３を参照）。
【００４４】
図５は、インピーダンス調節可能マッチング回路の概要ブロック図である。第一マッチング回路が例として使われているが、以下の説明は第二マッチング回路にも等しくよく当てはまる。一つの局面では、第一マッチング回路１１０は、第一チューニング回路５００と第二チューニング回路５０２を含む。これらの回路は直列に置かれて示されているが、並列の置き方もまた可能である。
【００４５】
例示的な第一チューニング回路５００は、固定されたインダクタンス値を有する第一インダクタ５０４と選択可能な容量値を有する第五可変コンデンサ５０６を含み得る。同様にして、第二チューニング回路５０２は、固定されたインダクタンス値を有する第二インダクタ５０８と選択可能な容量値を有する第六可変コンデンサ５１０を含み得る。
【００４６】
第五コンデンサ５０６と第六コンデンサ５１０は、コントロール電圧に応答する誘電定数を有する強誘電性誘電体、および、ライン５１２と５１４のそれぞれでコントロール電圧を受け取るインターフェイスを含み得る。第一コンデンサ５０６と第六コンデンサ５１０は、インターデジタル、ギャップ、または、オーバーレイ・コンデンサであり得る。
【００４７】
第一、第二チューニング回路５００／５０２は「Ｌ」のトポロジーで示されているが、当業者は、同調可能な直列要素、同調可能な分路要素、π、「Ｔ」、それに上述の本発明の異なる様々な局面でのトポロジーの組み合わせを使うことで、同じ機能を可能とすることができる。また、チューニング回路は、従来のコンデンサ、バラクター・ダイオード、および／またはＦＥコンデンサの組み合わせで可能となり得る。
【００４８】
図７は、全二重アンテナ・マッチング・システムを備えた本発明の無線電話の概要ブロック図である。電話７００は、第一周波数帯でのアンテナ通信を処理するライン７０４上の送信ポートとライン７０６上の受信機ポートを有するトランシーバー７０２を備える。第一アンテナ１０２は、第一周波数帯の周波数選択可能第一チャンネルに効果的に共鳴していて、第一チャンネル周波数において第一インピーダンスでライン１０４上にインターフェイスポートを有する。第二アンテナ１０６は、第一周波数帯の周波数選択可能第二チャンネルに効果的に共鳴していて、第二チャンネル周波数において応答する第二インピーダンスでライン１０８上にインターフェイスを有する。
【００４９】
第一マッチング回路１１０は、第一チャンネル周波数において第一共役インピーダンスでライン１０４上に、第一アンテナ・インターフェイス・ポートと接続された出力ポートを有する。第一マッチング回路１１０は、ライン７０４上にトランシーバー送信ポートに接続された入力ポートを有する。第二マッチング回路１１２は、第二チャンネル周波数において第二共役インピーダンスでライン１０８上に、第二アンテナ・インターフェイス・ポートと接続された入力ポートを有する。第二マッチング回路１１２は、ライン７０６上にトランシーバー受信ポートに接続された出力ポートを有する。
【００５０】
一つの局面では、第一マッチング回路１１０は、第一周波数帯で周波数選択可能第一共役インピーダンスを有する。同様にして、第二マッチング回路１１２は、第一周波数帯で周波数選択可能第二共役インピーダンスを有する。
【００５１】
二つ目の局面では、第一アンテナ１０２は選択可能第一インピーダンスを有し、第二アンテナ１０６は選択可能第二インピーダンスを有する。三つ目の局面では、第一アンテナ１０２の共鳴は周波数選択可能であり、第二アンテナ１０６の共鳴は周波数選択可能である。
【００５２】
電話７００の異なる局面では、トランシーバー７０２は第二周波数帯でアンテナ通信をさらに加えて処理する。この点で、第一アンテナ１０２は、第三チャンネル周波数で対応する第三インピーダンスと共に、第二周波数帯において周波数選択可能第三チャンネルに共鳴する。同様にして、第二アンテナ１０６は、第四チャンネル周波数で対応する第四インピーダンスと共に、第二周波数帯において周波数選択可能第四チャンネルに共鳴する。第一マッチング回路１１０は第三チャンネル周波数で第三共役インピーダンスを有し、第二マッチング回路１１２は第四チャンネル周波数で第四共役インピーダンスを有する。
【００５３】
典型的には、電話７００は、第一周波数帯と第二周波数帯のどちらか一方に同調して動作し、第一、第二周波数帯の両方同時にはない。しかし、電話７００は、第一、第二アンテナ１０２／１０６が第一周波数帯に同時に効果的に共鳴する用に動作し得る。第二周波数帯の動作に同調するとき、第一、第二アンテナ１０２／１０６は第二周波数帯に同時に効果的に共鳴する。
【００５４】
第一アンテナ１０２、第二アンテナ１０６、第一マッチング回路１１０、第二マッチング回路１１２のさらなる詳細は、上の図１と３−６の説明で記述されており、簡潔にするためここでは繰り返さない。
【００５５】
図８は、全二重アンテナ・インピーダンス・マッチングのための本発明の方法を描いたフローチャートである。方法は、明快にするため、番号付けられたステップの順列として描かれているが、明示的に述べられなければ、番号付けについて言及されない。これらのステップのいくつかは、スキップされたり、並列的に行われたり、順列の順番を厳密に保持する要求なしに行われたりされ得ることが理解されるべきである。方法はステップ８００から始まる。
【００５６】
ステップ８０２は第一アンテナを、上で定義したように、第一周波数帯の周波数選択可能第一チャンネルで、効果的に共鳴させる。ステップ８０４は、第一チャンネル周波数で第一アンテナ・インピーダンスを生成する。ステップ８０６は第二アンテナを、第一周波数帯の周波数選択可能第二チャンネルで、効果的に共鳴させる。８０４から８０６に関して、いくつかの局面で、効果的な共鳴とは、第一周波数帯の全てのチャンネルで、３０％より大きい効率の共鳴を意味する。ステップ８０８は、第二チャンネル周波数で第二アンテナ・インピーダンスを生成する。ステップ８１０は、第一チャンネル周波数で第一共役インピーダンス整合を与える。ステップ８１２は、第二チャンネル周波数で第二共役インピーダンス整合を与える。
【００５７】
本方法の一つの局面では、第一チャンネル周波数で第一共役インピーダンス整合を与えること（ステップ８１０）は、周波数選択可能第一共役インピーダンスを与えることを含む。同様にして、ステップ８１２は周波数選択可能第二共役インピーダンスを与える。
【００５８】
もう一つの別の局面では、第一チャンネル周波数で第一アンテナ・インピーダンスを生成すること（ステップ８０４）は、周波数選択可能第一インピーダンスを生成することを含む。同様にして、ステップ８０８は周波数選択可能第二インピーダンスを生成する。もう一つの異なる局面では、第一周波数帯の周波数選択可能第一チャンネルで第一アンテナを効果的に共鳴させること（ステップ８０２）は、共鳴周波数を選択することを含む。この点で、ステップ８０６は共鳴周波数を選択する。
【００５９】
もう一つの異なる局面で、この方法はさらなるステップを含む。ステップ８１４は、第二周波数帯の周波数選択可能第三チャンネルにおいて第一アンテナを効果的に共鳴させる。ステップ８１６は、第三チャンネル周波数で第三アンテナ・インピーダンスを生成する。ステップ８１８は、第二アンテナを、第二周波数帯の周波数選択可能第四チャンネルで効果的に共鳴させる。ステップ８２０は、第四チャンネル周波数で第四アンテナ・インピーダンスを生成する。ステップ８２２は、第三チャンネル周波数で第三共役インピーダンス整合を与える。ステップ８２４は、第四チャンネル周波数で第四共役インピーダンス整合を与える。
【００６０】
例えば、第一と第二アンテナが、それぞれ、第一と第二チャンネルで同時に共鳴し得る（ステップ８０２と８０６）。その代わりに、第一と第二アンテナが、それぞれ、第三と第四チャンネルで同時に共鳴し得る（ステップ８１４と８１８）。次の点に注意する。本方法はステップ８０２，８０６，８１４，８１８の全四ステップを同時に行う必要はない。
【００６１】
一つの局面では、第一と第二チャンネルは、８２４と８９４ＭＨｚの間の範囲の第一周波数帯で共鳴する（ステップ８０２と８０６）。その他の第一周波数帯の存在範囲は、例を挙げるなら、１８５０と１９９０ＭＨｚの間、８８０と９６０ＭＨｚの間、１７１０と１８８０ＭＨｚの間、１９００と２１００ＭＨｚの間、４１０と４５０ＭＨｚの間、２４００と２４８０ＭＨｚの間、４９００と５９００ＭＨｚの間、１５６５と１５８５ＭＨｚの間となる。これらと同じ範囲が第二周波数範囲の定義に適用される。
【００６２】
一つの局面では、第一周波数帯の周波数選択可能第一チャンネルに第一アンテナを効果的に共鳴させることは（ステップ８０２）、第一チャンネルを通じて情報を送信することを含む。第一周波数帯の周波数選択可能第二チャンネルで第二アンテナを効果的に共鳴させることは（ステップ８０６）、第二チャンネルを通じて情報を受信することを含む。
【００６３】
図９は、図８の方法の別の局面を描いたフローチャートである。方法はステップ９００でスタートする。ステップ９０２は、第一周波数帯で周波数選択可能チャンネルに複数のアンテナを効果的に共鳴させる。これらのチャンネルは、同じ周波数であっても、または、なくてもよい。ステップ９０４は、各チャンネル周波数でインピーダンスを生成する。ステップ９０６は、各チャンネル周波数で共役インピーダンス整合を与える。その代わりに、述べたように、各アンテナに共役整合が与えられる。
【００６４】
チャンネル選択可能な全二重アンテナ・システムと方法が提供された。特定のアンテナ・デザイン、マッチング回路デザイン、動作周波数の例が明確化の目的で記述された。しかしながら、本発明は単にこれらの例に制限されるものではない。本発明の他のバリエーションや実施形態は当業者によって見つけられるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００６５】
【図１】図１は、通信チャンネルを選択的に同調するための、本発明の全二重アンテナ・システムの概要ブロック図である。
【図２】図２は、第一と第二チャンネルの間の関係を描いた周波数プロットである。
【図３】図３は、共鳴周波数調節可能インバーテッド−Ｆアンテナを描いた概要ブロック図である。
【図４】図４は、インピーダンス調節可能インバーテッド−Ｆアンテナの概要ブロック図である。
【図５】図５は、インピーダンス調節可能マッチング回路の概要ブロック図である。
【図６】図６は、図１のシステムのもう一つの局面を描いた概要ブロック図である。
【図７】図７は、全二重アンテナ・マッチング・システムを備えた本発明の無線電話の概要ブロック図である。
【図８】図８は、全二重アンテナ・インピーダンス・マッチングの本発明の方法を描いたフローチャートである。
【図９】図９は、図８の方法のもう一つの局面を描いたフローチャートである。
【図１】
2008507238.tif 000003
【図２】
2008507238.tif 000004
【図３】
2008507238.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【手続補正書】
【提出日】平成19年1月18日(2007.1.18)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
通信チャンネルを選択的に同調する全二重アンテナ・システムであって、該システムが、
第一チャンネル周波数に第一インピーダンスでインターフェイス・ポートを有する、第一周波数帯の周波数選択可能第一チャンネルと効果的に共鳴する第一アンテナ、
第二チャンネル周波数に第二インピーダンスでポートを有する、該第一周波数帯の周波数選択可能第二チャンネルと効果的に共鳴する第二アンテナ、
該第一チャンネル周波数で第一共役インピーダンスを有する、該第一アンテナ・インターフェイス・ポートと接続されたポートを含む第一マッチング回路、および、
該第二チャンネル周波数で第二共役インピーダンスを有する、該第二アンテナ・インターフェイス・ポートと接続されたポートを含む第二マッチング回路、を備えるシステム。
【請求項２】
前記第一マッチング回路が前記第一周波数帯において周波数選択可能第一共役インピーダンスを有し、
前記第二マッチング回路が該第一周波数帯において周波数選択可能第二共役インピーダンスを有する、請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記第一アンテナが選択可能第一インピーダンスを有し、
前記第二アンテナが選択可能第二インピーダンスを有する、請求項１に記載のシステム。
【請求項４】
第一アンテナ共鳴が周波数選択可能であり、
第二アンテナ共鳴が周波数選択可能である、請求項１に記載のシステム。
【請求項５】
前記第一アンテナが、前記インターフェイスに供給された第三チャンネル周波数における対応する第三インピーダンスで、第二周波数帯の周波数選択可能第三チャンネルに効果的に共鳴し、
前記第二アンテナが、前記インターフェイスに供給された第四チャンネル周波数における対応する第四インピーダンスで、該第二周波数帯の周波数選択可能第四チャンネルに効果的に共鳴し、
前記第一マッチング回路が、該第三チャンネル周波数で第三共役インピーダンスを有し、
前記第二マッチング回路が、該第四チャンネル周波数で第四共役インピーダンスを有する、請求項１に記載のシステム。
【請求項６】
前記第一と前記第二アンテナが前記第一周波数帯で同時に共鳴し、
該第一と該第二アンテナが前記第二周波数帯で同時に共鳴する、請求項５に記載のシステム。
【請求項７】
前記第一アンテナが、インバーテッド−Ｆアンテナであり、さらに、共鳴周波数を変えるために、アンテナ・ラジエータと参照電圧との間の分路に接続された第一可変コンデンサを含み、
前記第二アンテナが、インバーテッド−Ｆアンテナであり、さらに、共鳴周波数を変えるために、アンテナ・ラジエータと参照電圧との間の分路に接続された第二可変コンデンサを含む、請求項４に記載のシステム。
【請求項８】
前記第一と前記第二可変コンデンサが、
コントロール電圧に応答する誘電定数を有する強誘電性誘電体と、
該コントロール電圧を受け取るためのインターフェイスを含む、請求項７に記載のシステム。
【請求項９】
前記第一アンテナが、インバーテッド−Ｆアンテナであり、さらに、前記第一インピーダンスを変化させるためにマッチング回路と直列で接続されている第三可変コンデンサを含み、
前記第二アンテナが、インバーテッド−Ｆアンテナであり、さらに、前記第二インピーダンスを変化させるために前記第二マッチング回路と直列で接続されている第四可変コンデンサを含む、請求項３に記載のシステム。
【請求項１０】
前記第三と前記第四可変コンデンサが、
コントロール電圧に応答する誘電定数を有する強誘電性誘電体と、
該コントロール電圧を受け取るためのインターフェイスを含む、請求項９に記載のシステム。
【請求項１１】
前記第一マッチング回路が、
第一同調回路、および、
第二同調回路を含み、
前記第二マッチング回路が、
第三同調回路、および、
第四同調回路を含む、請求項２に記載のシステム。
【請求項１２】
前記第一同調回路が、
固定されたインダクタンス値を有する第一インダクタ、および、
選択可能な容量値を有する第五可変コンデンサを含み、
前記第二同調回路が、
固定されたインダクタンス値を有する第二インダクタ、および、
選択可能な容量値を有する第六可変コンデンサを含み、
前記第三同調回路が、
固定されたインダクタンス値を有する第三インダクタ、および、
選択可能な容量値を有する第七可変コンデンサを含み、
前記第四同調回路が、
固定されたインダクタンス値を有する第四インダクタ、および、
選択可能な容量値を有する第八可変コンデンサを含む、請求項１１に記載のシステム。
【請求項１３】
前記第五、前記第六、前記第七、前記第八可変コンデンサが、
前記コントロール電圧に応答する誘電定数を有する強誘電性誘電体と、
コントロール電圧を受け取るためのインターフェイスを含む、請求項１２に記載のシステム。
【請求項１４】
前記強誘電性可変コンデンサが、インターデジタル、ギャップ、オーバーレイコンデンサを含むグループから選択されている、請求項８に記載のシステム。
【請求項１５】
前記強誘電性可変コンデンサが、インターデジタル、ギャップ、オーバーレイコンデンサを含むグループから選択されている、請求項１０に記載のシステム。
【請求項１６】
全二重アンテナ・インピーダンス・マッチングの方法であって、該方法が、
第一アンテナを第一周波数帯の周波数選択可能第一チャンネルに効果的に共鳴すること、
第一チャンネル周波数に第一アンテナ・インピーダンスを生成すること、
第二アンテナを該第一周波数帯の周波数選択可能第二チャンネルに効果的に共鳴すること、
第二チャンネル周波数に第二アンテナ・インピーダンスを生成すること、
該第一チャンネル周波数で第一共役インピーダンス整合を与えること、および、
該第二チャンネル周波数で第二共役インピーダンス整合を与えること、を含む方法。
【請求項１７】
前記第一チャンネル周波数で前記第一共役インピーダンス整合を与えることが、周波数選択可能第一共役インピーダンスを与えることを含み、
前記第二チャンネル周波数で前記第二共役インピーダンス整合を与えることが、周波数選択可能第二共役インピーダンスを与えることを含む、請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
前記第一チャンネル周波数で前記第一アンテナ・インピーダンスを生成することが周波数選択可能第一インピーダンスを生成することを含み、
前記第二チャンネル周波数で前記第二アンテナ・インピーダンスを生成することが周波数選択可能第二インピーダンスを生成することを含む、請求項１６に記載の方法。
【請求項１９】
前記第一周波数帯の前記周波数選択可能第一チャンネルに前記第一アンテナを効果的に共鳴させることが、共鳴の周波数を選択することを含み、
該第一周波数帯の前記周波数選択可能第二チャンネルに前記第二アンテナを効果的に共鳴させることが、共鳴の周波数を選択することを含む、請求項１６に記載の方法。
【請求項２０】
請求項１６に記載の方法であって、さらに、
前記第二周波数帯の周波数選択可能第三チャンネルに前記第一アンテナを効果的に共鳴させること、
第三チャンネル周波数に第三アンテナ・インピーダンスを生成すること、
該第二周波数帯の周波数選択可能第四チャンネルに前記第二アンテナを効果的に共鳴させること、
第四チャンネル周波数に第四アンテナ・インピーダンスを生成すること、
該第三チャンネル周波数で第三共役インピーダンス整合を与えること、および、
該第四チャンネル周波数で第四共役インピーダンス整合を与えること、を含む方法。
【請求項２１】
前記第一と前記第二アンテナが、それぞれ、前記第一と前記第二チャンネルに同時に共鳴して、
該第一と該第二アンテナが、それぞれ、第三と第四チャンネルに同時に共鳴する、請求項２０に記載の方法。
【請求項２２】
前記第一周波数帯の前記周波数選択可能第一チャンネルに前記第一アンテナを効果的に共鳴させることが、前記第一チャンネルを通じて情報を送信することを含み、
該第一周波数帯の前記周波数選択可能第二チャンネルに前記第二アンテナを効果的に共鳴させることが、前記第二チャンネルを通じて情報を受信することを含む、請求項１６に記載の方法。
【国際調査報告】
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