(57)【要約】【課題】送受共用器を不用とするアンテナを提供する。【解決手段】本発明によるアンテナ１２０は、送信系のアンテナ素子１２０ａと、受信系のアンテナ素子１２０ｂとを備える。アンテナ素子１２０ａは、ベースバンドプロセッサ１０２、電力増幅器１０４および方向性結合器１０６からなる送信系の伝送路インピーダンスと整合され、アンテナ素子１２０ｂは、低雑音増幅器１１０、帯域通過フィルタ１０８およびベースバンドプロセッサ１０２からなる受信系の伝送路インピーダンスと整合される。送信系と受信系の伝送路インピーダンスを異ならせ、それぞれの伝送路インピーダンスと整合するアンテナ素子により、送受共用器がなくても、送信信号および受信信号の分離が可能となる。【選択図】図２
2008219633.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の伝送路インピーダンスと第２の伝送路インピーダンスが異なる通信装置に使用するアンテナであって、
前記第１の伝送路インピーダンスに整合する第１のアンテナ素子と、
前記第１のアンテナ素子と接続され、前記第２の伝送路インピーダンスに整合する第２のアンテナ素子と
を備えたことを特徴とするアンテナ。
【請求項２】
第１の伝送路インピーダンスと第２の伝送路インピーダンスが異なる移動通信端末であって、
前記第１の伝送路インピーダンスに整合する第１のアンテナ素子と、
前記第１のアンテナ素子と接続され、前記第２の伝送路インピーダンスに整合する第２のアンテナ素子と
を備えたことを特徴とする移動通信端末。
【請求項３】
請求項２に記載の移動通信端末であって、
前記第１の伝送路は、送信系の伝送路であり、前記第２の伝送路は、受信系の伝送路であることを特徴とする移動通信端末。
【請求項４】
請求項２または３に記載の移動通信端末であって、
前記第１のアンテナ素子は、第１の帯域に同調され、前記第２のアンテナ素子は、第２の帯域に同調されたことを特徴とする移動通信端末。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アンテナに関し、特に、移動通信用端末に用いられる送受共用器を不要とするアンテナに関する。
【背景技術】
【０００２】
携帯電話などの移動通信端末では、小型化および多機能化の要請により、アンテナ素子やＲＦ回路などの小型化、省スペース化が求められている。そのため、小型チップアンテナ、ＲＦ回路のモジュール化の技術が検討されている。
【０００３】
送受共用器は、アンテナを送信と受信において共用するためのＲＦ回路であり、これにより、１つのアンテナ素子を送信および受信の両方に適用することができ、アンテナスペースの削減が可能となる（例えば、特許文献１）。また、送受共用器は、送信信号の受信回路への漏洩による干渉を低減している。
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−１８９６０４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、送受共用器を用いる場合、以下のような問題があった。すなわち、移動通信端末の多機能化のために、通信機能だけでなく、カメラやデータ保存用メモリ、近距離通信用の回路などを限られた基板上のスペースに搭載しなければならない。また、移動通信端末の高機能化として複数の周波数帯域に対応するためには、複数の送受共用器が必要となる。
【０００６】
したがって、送受共用器を不用とすることができれば、移動通信端末の小型化だけでなく、多機能化および高機能化に望ましい。
【０００７】
本発明は、このような問題に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、送受共用器を不用とするアンテナおよび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】
【０００８】
本発明は、このような目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、送信系の伝送路インピーダンスと受信系の伝送路インピーダンスが異なる通信装置に使用するアンテナであって、前記送信系の伝送路インピーダンスに整合する第１のアンテナ素子と、前記第１のアンテナ素子と接続され、前記受信系の伝送路インピーダンスに整合する第２のアンテナ素子とを備えたことを特徴とする。
【０００９】
また、請求項２に記載の発明は、第１の伝送路インピーダンスと第２の伝送路インピーダンスが異なる移動通信端末であって、前記第１の伝送路インピーダンスに整合する第１のアンテナ素子と、前記第１のアンテナ素子と接続され、前記第２の伝送路インピーダンスに整合する第２のアンテナ素子とを備えたことを特徴とする。
【００１０】
また、請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の移動通信端末であって、前記第１の伝送路は、送信系の伝送路であり、前記第２の伝送路は、受信系の伝送路であることを特徴とする。
【００１１】
また、請求項４に記載の発明は、請求項２または３に記載の移動通信端末であって、前記第１のアンテナ素子は、第１の帯域に同調され、前記第２のアンテナ素子は、第２の帯域に同調されたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、送受共用器を不用とすることができる。そのため、移動通信端末の小型化が可能になる。また、送受共用器の削減により、他の機能を基板上に搭載することができるので、移動通信端末の多機能化が可能となる。さらに、複数の周波数帯域に対応する場合には、複数の送受共用器が不要となり、移動通信端末の小型化および多機能化の要請を満たしつつ、高機能化が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら詳細に説明する。なお、同一の部分には同一の符号を付して、重複する説明を省略する。
【００１４】
（第１の実施形態）
図１は、本発明によるアンテナを備えた移動通信端末の実装例を示している。移動通信端末１０は、ＲＦ回路などが搭載された基板１００を含み、本発明によるアンテナ１２０は、その一端が基板１００のＲＦ回路に接続されている。
【００１５】
移動通信端末１０は、通常、その表面にディスプレイや操作キーを備え、上部にスピーカ、下部にマイクを備えている。図では、移動通信端末１０の上部にアンテナ１２０が搭載されているが、これは一例にすぎない。アンテナ１２０は、信号の送受信性能、端末のデザインや使用状態などに応じて、適した場所に適した形のものを配置することができる。例えば、移動通信端末が折り畳み式の構造である場合、アンテナ１２０をヒンジ部分に配置してもよい。また、端末がスライド式の構造である場合、アンテナ１２０を筐体の下部に配置してもよい。
【００１６】
図２は、本発明によるアンテナと移動通信端末の送受信回路を示すブロック図である。アンテナ１２０は、２つのアンテナ素子１２０ａおよび１２０ｂを備えている。移動通信端末の送受信回路は、その受信系の伝送路において、アンテナを介して受信した信号を増幅する低雑音増幅器（ＬＮＡ）１１０と、不要な信号を除去する帯域通過フィルタ（ＢＰＦ）１０８とを備えている。
【００１７】
ＢＰＦ１０８からの受信信号は、ベースバンドプロセッサ（ＢＢ）１０２で復調および復号され、音声やデータなどとして処理される。また、ベースバンドプロセッサ１０２は、音声やデータなどを符号化および変調し、送信信号を生成する。
【００１８】
一方、移動通信端末の送受信回路は、その送信系の伝送路において、ベースバンドプロセッサからの送信信号を増幅する電力増幅器（ＰＡ）１０４と、送信信号をアンテナに向けて透過し、アンテナからの信号を抑圧する方向性結合器（ＩＳＯ）１０６とを備えている。方向性結合器１０６は、アンテナとのインピーダンス不整合による反射が電力増幅器を飽和させるのを防止するために使用される。方向性結合器１０６を透過した送信信号は、アンテナ１２０を介して空中に放射される。
【００１９】
本実施形態において、アンテナ１２０の２つのアンテナ素子１２０ａおよび１２０ｂは、それぞれ異なる伝送路インピーダンスを有しており、図２のＰ点およびＱ点を介して、送受共用器を必要とすることなく、移動通信端末の送受信回路に接続されている。より具体的には、アンテナ素子１２０ａは、送信系の伝送路インピーダンスと整合され、アンテナ素子１２０ｂは、受信系の伝送路インピーダンスと整合されている。
【００２０】
今、ＢＢ１０２、ＰＡ１０４およびＩＳＯ１０６からなる送信系の伝送路インピーダンスをＡとし、ＬＮＡ１１０、ＢＰＦ１０５およびＢＢ１０２からなる受信系の伝送路インピーダンスをＢとする。アンテナ素子１２０ａは、送信系の伝送路インピーダンスＡと整合し、点ＰおよびＱを介して、送受信回路と接続され、アンテナ素子１２０ｂは、受信系の伝送路インピーダンスＢと整合し、同じく点ＰおよびＱを介して、送受信回路と接続される。
【００２１】
この場合、ＢＢ１０２で生成され、ＰＡ１０４およびＩＳＯ１０６を通過した送信信号は、同じ伝送路インピーダンスＡを有する送信系のアンテナ素子１２０ａに流れ、空中に放射される。一方、この送信信号は、異なる伝送路インピーダンスＢを有する受信系の伝送路には流れず、点Ｑで反射される。同様に、この送信信号は、異なる伝送路インピーダンスＢを有する受信系のアンテナ素子１２０ｂには流れず、点Ｐで反射される。
【００２２】
受信系のアンテナ素子１２０ｂを介して受信した受信信号は、同じ伝送路インピーダンスＢを有する受信系の伝送路に流れ、ＬＮＡ１１０で増幅され、ＢＰＦ１０８で不要な信号が除去され、ＢＢ１０２で処理される。一方、この受信信号は、異なる伝送路インピーダンスＡを有する送信系のアンテナ素子１２０ａには流れず、点Ｐで反射される。同様に、この受信信号は、異なる伝送路インピーダンスＡを有する送信系の伝送路には流れず、点Ｑで反射される。
【００２３】
ところで、受信信号は、受信系のアンテナ素子１２０ｂだけでなく、送信系のアンテナ素子１２０ａを介して受信される場合もある。この場合、送信系のアンテナ素子１２０ａを介して受信した受信信号は、同じ伝送路インピーダンスＡを有する伝送路に流れるが、方向性結合器１０６によりＰＡ１０４には流れず、ＰＡ１０４を飽和させることはない。
【００２４】
また、本発明によるアンテナ１２０は、送信信号の周波数帯域と受信信号の周波数帯域が異なり、送受信が同時に行われる周波数分割複信（ＦＤＤ）方式の場合でも、送信信号の周波数帯域と受信信号の周波数帯域が同じであり、送受信が同時に行われない時分割複信（ＴＤＤ）方式の場合でも、適用可能である。
【００２５】
ＴＤＤ方式の場合には、送信と受信が同時に行われることはないので、アンテナ素子１２０ａから送信された信号がアンテナ素子１２０ｂを介して受信系の伝送路に干渉することはない。ＦＤＤ方式の場合には、送信と受信が同時に行われるので、アンテナ素子１２０ａから送信された信号がアンテナ素子１２０ｂを介して受信系の伝送路に干渉することがある。しかし、送信と受信の周波数帯域が異なるので、アンテナ素子１２０ａとアンテナ素子１２０ｂでは伝送可能な周波数帯域が異なるため干渉が回避され、あるいは適切なフィルタを挿入したり、整合回路を調整したりすることにより、このような干渉を回避することができる。
【００２６】
以上のように、送信系と受信系で送受信回路の伝送路インピーダンスを異ならせ、それぞれの伝送路インピーダンスと整合するアンテナ素子により、送受共用器がなくても、送信信号および受信信号の分離が可能となる。また、本発明によるアンテナと移動通信端末の送受信回路とは、送受共用器を必要とすることなく、１つの伝送路で接続されていればよい。そのため、アンテナ付近まで同一の伝送路を利用することで省スペース化が図られる。また、本発明によるアンテナは、送信系のアンテナ素子と受信系のアンテナ素子を備えているので、送信系のアンテナ素子を送信に適した場所に配置し、受信系のアンテナ素子を受信に適した場所に配置することができる。これによって、アンテナ配置の自由度の向上とアンテナの送受信性能の向上を図ることができる。
【００２７】
（第２の実施形態）
図３は、デュアルバンドの場合の本発明によるアンテナと移動通信端末の送受信回路を示すブロック図である。本実施形態では、デュアルバンドの場合について説明するが、本発明は、マルチバンドの場合にも適用できることが理解されるであろう。
【００２８】
アンテナ２２０は、デュアルバンドの一方の帯域（ｆ１）に同調する２つのアンテナ素子２２０−１ａおよび２２０−１ｂと、デュアルバンドの他方の帯域（ｆ２）に同調する２つのアンテナ素子２２０−２ａおよび２２０−２ｂとを備えている。ここで、アンテナ素子２２０−１ａおよび２２０−２ａと、アンテナ素子２２０−１ｂおよび２２０−２ｂとは、伝送路インピーダンスが異なり、それぞれの伝送路インピーダンスをＡおよびＢとする。
【００２９】
デュアルバンド対応の移動通信端末の送受信回路は、その受信系の伝送路において、一方の帯域（ｆ１）に対応するＬＮＡ１１０−１およびＢＰＦ１０８−１と、他方の帯域（ｆ２）に対応するＬＮＡ１１０−２およびＢＰＦ１０８−２とを備えている。他方、デュアルバンド対応の移動通信端末の送受信回路は、その送信系の伝送路において、一方の帯域（ｆ１）に対応するＰＡ１０４−１およびＩＳＯ１０６−１と、他方の帯域（ｆ２）に対応するＰＡ１０４−２およびＩＳＯ１０６−２とを備えている。ここで、送信系の伝送路と、受信系の伝送路とは、伝送路インピーダンスが異なり、それぞれの伝送路インピーダンスをＡおよびＢとする。
【００３０】
上記の設定において、ＢＢ２０２で生成された一方の帯域（ｆ１）の送信信号は、ＰＡ１０４−１およびＩＳＯ１０６−１を通過し、点ＰおよびＱを介して、同じ伝送路インピーダンスＡを有し、同じ帯域ｆ１に同調する送信系のアンテナ素子２２０−１ａに流れ、空中に放射される。また、ＢＢ２０２で生成された他方の帯域（ｆ２）の送信信号は、ＰＡ１０４−２およびＩＳＯ１０６−２を通過し、点ＰおよびＱを介して、同じ伝送路インピーダンスＡを有し、同じ帯域ｆ２に同調する送信系のアンテナ素子２２０−２ａに流れ、空中に放射される。
【００３１】
次に、一方の帯域（ｆ１）に同調する受信系のアンテナ素子２２０−１ｂを介して受信した受信信号は、点ＰおよびＱを介して、同じ伝送路インピーダンスＢを有するＬＮＡ１１０−１およびＢＰＦ１０８−１を通過し、ＢＢ２０２で処理される。また、他方の帯域（ｆ２）に同調する受信系のアンテナ素子２２０−２ｂを介して受信した受信信号は、点ＰおよびＱを介して、同じ伝送路インピーダンスＢを有するＬＮＡ１１０−２およびＢＰＦ１０８−２を通過し、ＢＢ２０２で処理される。
【００３２】
このように、デュアルバンド対応の移動通信端末の場合には、帯域および伝送路インピーダンスの組合せにより、それぞれの帯域の送信信号および受信信号を分離することができる。なお、上記の帯域および伝送路インピーダンスの組合せは、例示であり、その他の組合せも可能である。例えば、図４の例において、送受信回路の４つの伝送路インピーダンスをそれぞれＡ，Ｂ，ＣおよびＤとし、これに対応して４つのアンテナ素子の伝送路インピーダンスをそれぞれＡ，Ｂ，ＣおよびＤとしても、デュアルバンドでの送信信号および受信信号の分離が可能である。
【００３３】
また、１つのアンテナ素子で２つの帯域をカバーできる場合には、アンテナ素子の数を減らして、２つのアンテナ素子だけでデュアルバンドに対応させることができる。例えば、図３の例において、送信系のアンテナ素子２２０−１ａおよび２２０−２ａを１つのアンテナ素子とし、受信系のアンテナ素子２２０−１ｂおよび２２０−２ｂを１つのアンテナ素子とすることができる。
【００３４】
以上、本発明について説明したが、本発明の原理を適用できる多くの実施可能な形態に鑑みて、ここに記載した実施形態は、単に例示に過ぎず、本発明の範囲を限定するものではない。例えば、本発明によるアンテナを移動通信端末に適用した例について説明したが、本発明によるアンテナは、移動通信端末に限らず、アンテナを用いて送受信を行う通信装置全般に使用することができる。したがって、ここに例示した実施形態は、本発明の趣旨から逸脱することなくその構成と詳細を変更することができる。さらに、説明のための構成要素は、本発明の趣旨から逸脱することなく変更、補足、またはその順序を変えてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明によるアンテナを備えた移動通信端末の実装例を示す図である。
【図２】本発明によるアンテナと移動通信端末の送受信回路を示すブロック図である。
【図３】本発明によるアンテナとデュアルバンド対応の移動通信端末の送受信回路を示すブロック図である。
【図４】本発明によるアンテナとデュアルバンド対応の移動通信端末の全ての送受信回路が異なるインピーダンスを有する場合のブロック図である。
【符号の説明】
【００３６】
１０  移動通信端末
１００  基板
１０２，２０２  ベースバンドプロセッサ
１０４，１０４−１，１０４−２  電力増幅器
１０６，１０６−１，１０６−２  方向性結合器
１０８，１０８−１，１０８−２  帯域通過フィルタ
１１０，１１０−１，１１０−２  低雑音増幅器
１２０，２２０  アンテナ
１２０ａ，１２０ｂ，２２０−１ａ，２２０−２ａ，２２０−１ｂ，２２０−２ｂ  アンテナ素子
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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