(57)【要約】【課題】ハンディ子機でも、バッテリーに余裕がある場合や、商用電源から直接電源供給を受けられる際には、高通信レートの通信を選択し、逆に、外出時など、パワーをセーブしたい時には、低消費電力モードに自動的に設定可能なシステム構成及びハードウェア構成を提供する。【解決手段】アンテナ基板上に形成されたスイッチを介して接続される複数のアンテナ素子パターンを有し、上記スイッチによりアンテナ素子パターンの接続状態を切り替えることにより、選択される複数の共振周波数を有する無線通信アンテナ１に接続される互いに通信帯域の異なる複数の通信回路４，５を使用する通信帯域に応じて選択するとともに無線通信アンテナ１の共振周波数を選択する制御をシステム制御部６により行う。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
アンテナ基板上に形成されたスイッチを介して接続される複数のアンテナ素子パターンを有し、
上記スイッチによりアンテナ素子パターンの接続状態を切り替えることにより、選択される複数の共振周波数を有することを特徴とする無線通信アンテナ。
【請求項２】
上記スイッチは、ＭＥＭＳ(Micro-Electro-Mecanical-System)スイッチ素子からなり、多層基板からなるアンテナ基板に埋設されていることを特徴とする請求項１記載の無線通信アンテナ。
【請求項３】
アンテナ基板上に形成されたスイッチを介して接続される複数のアンテナ素子パターンを有し、上記スイッチによりアンテナ素子パターンの接続状態を切り替えることにより、選択される複数の共振周波数を有する無線通信アンテナと、
上記無線通信アンテナに接続される互いに通信帯域の異なる複数の通信回路と、
使用する通信帯域に応じて通信回路を選択するとともに無線通信アンテナの共振周波数を選択する制御を行う制御部と
を備えることを特徴とする無線通信装置。
【請求項４】
上記制御部は、予め設定可能な動作モードに応じて使用する通信帯域を自動的に決定して、通信回路を選択するとともに無線通信アンテナの共振周波数を選択する制御を行うことを特徴とする請求項３記載の無線通信装置。
【請求項５】
上記制御部は、各通信回路により得られる信号受信強度に基づいて、使用する通信帯域を自動的に決定して、通信回路を選択するとともに無線通信アンテナの共振周波数を選択する制御を行うことを特徴とする請求項３記載の無線通信装置。
【請求項６】
上記無線通信アンテナのスイッチは、ＭＥＭＳスイッチ素子からなり、多層基板からなるアンテナ基板に埋設されていることを特徴とする請求項３記載の無線通信装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えばパーソナルコンピュータ、オーディオ機器あるいは各種モバイル機器や携帯電話機等の無線通信機能を有する各種電子機器に備えられる無線通信アンテナ及び無線通信装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、音楽、映像あるいは画像等の各種情報は、近年、データのデジタル化に伴ってパーソナルコンピュータやモバイルコンピュータ等によっても手軽に取り扱えるようになっている。また、これらの情報は、音声コーディック技術や画像コーディック技術により帯域圧縮が図られて、デジタル通信やデジタル放送により各種通信端末装置に対して容易にかつ効率的に配信される環境が整いつつある。例えば、オーディオ・ビデオデータ（ＡＶデータ）等は、有線による受信ばかりでなく携帯電話機等を介して屋内外での受信も可能となっている。
【０００３】
また、データ等の送受信システムは、家庭内や小規模な地域内においても好適なネットワークを構築することによって、様々に活用されるようになっている。ネットワークシステムとしては、米国電気技術者協会（IEEE: Institute of Electrical and Electronics Engineers,Inc.）でＬＡＮ技術の標準を策定している８０２委員会が定めた無線ＬＡＮの規格の１つであるIEEE 802.11aに準拠した５．２ＧＨｚ周辺の周波数帯域を使用して３６〜５４Ｍｂｐｓの伝送速度でデータ通信を行う高速無線ＬＡＮシステムやIEEE 802.11bに準拠した２．４ＧＨｚ帯域を使って１１Ｍｂｐｓの速度で通信を行う無線ＬＡＮシステム、あるいは、Bluetoothと呼ばれる近距離無線通信システム等の種々の次世代無線ネットワークシステムが注目されている。
【０００４】
データ等の送受信システムでは、かかる無線ネットワークシステムを有効に利用して、家庭内や屋外などの様々な場所において手軽にかつ中継装置等を介することなくデータの授受、インターネット網へのアクセスやデータの送受信が可能となっている。
【０００５】
一方、データ等の送受信システムにおいては、小型軽量で携帯可能であり上述した通信機能を有する通信端末の実現が必須となる（特許文献１参照）。
【０００６】
【特許文献１】
特開２００２−２８０７４５号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、近年、各種通信方式が提案され、複数の通信方式を選択的に用いての選択的な通信が可能となってきている。
【０００８】
例えば、ＬＡＮ（Loacal Areia Network）やＰＡＮ（Personal Areia Network）の領域では、IEEE802.11bとIEEE802.11aなどのマルチバンド通信ユニットが商品化されようとしている。しかしながら、通信速度の大きなIEEE802.11a 等の方式では、消費電力が大きく、且つ、デュアル・バンド・アンテナなども通常のアンテナよりも大きいため、ハンディ子機などへの搭載は不向きであった。
【０００９】
しかしながら、ＰＤＡ（Personal Digital Assistant）や携帯電話等のハンディ子機においても、インターネット経由で大きなファイルをダウンロードしたい用途は存在し、これには、実現不可能であった。
【００１０】
そこで、本発明の目的は、ハンディ子機でも、バッテリーに余裕がある場合や、商用電源から直接電源供給を受けられる際には、高通信レートの通信を選択し、逆に、外出時など、パワーをセーブしたい時には、低消費電力モードに自動的に設定可能なシステム構成及びハードウェア構成を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る無線通信アンテナは、アンテナ基板上に形成されたスイッチを介して接続される複数のアンテナ素子パターンを有し、上記スイッチによりアンテナ素子パターンの接続状態を切り替えることにより、選択される複数の共振周波数を有することを特徴とする。
【００１２】
上記無線通信アンテナにおいて、上記スイッチは、例えばＭＥＭＳスイッチ素子からなり、多層基板からなるアンテナ基板に埋設される。
【００１３】
また、本発明に係る無線通信装置は、アンテナ基板上に形成されたスイッチを介して接続される複数のアンテナ素子パターンを有し、上記スイッチによりアンテナ素子パターンの接続状態を切り替えることにより、選択される複数の共振周波数を有する無線通信アンテナと、上記無線通信アンテナに接続される互いに通信帯域の異なる複数の通信回路と、使用する通信帯域に応じて通信回路を選択するとともに無線通信アンテナの共振周波数を選択する制御を行う制御部とを備えることを特徴とする。
【００１４】
上記無線通信装置において、上記制御部は、例えば、予め設定可能な動作モードに応じて使用する通信帯域を自動的に決定して、通信回路を選択するとともに無線通信アンテナの共振周波数を選択する制御を行う。
【００１５】
また、上記無線通信装置において、上記制御部は、例えば、各通信回路により得られる信号受信強度に基づいて、使用する通信帯域を自動的に決定して、通信回路を選択するとともに無線通信アンテナの共振周波数を選択する制御を行う。
【００１６】
さらに、上記無線通信装置において、上記無線通信アンテナのスイッチは、例えばＭＥＭＳスイッチ素子からなり、多層基板からなるアンテナ基板に埋設されている。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。
【００１８】
本発明は、例えば図１に示すような構成の無線通信システム１０に適用される。
【００１９】
この無線通信システム１０は、IEEE802.11aとIEEE802.11bとに対応するマルチバンド無線通信システムであって、チューナブルアンテナ１と、このチューナブルアンテナ１に接続されたディプレクサ２と、このディプレクサ２に接続された第１及び第２の送受切換スイッチ３Ａ，３Ｂと、上記第１の送受切換スイッチ３Ａを介して上記ディプレクサ２に接続される第１の送受信回路４と、上記第２の送受切換スイッチ３Ｂを介して上記ディプレクサ２に接続される第２の送受信回路５と、これらの動作を制御するシステム制御部６からなる。
【００２０】
上記チューナブルアンテナ１は、図２に原的な構成を示してあるようように、λ／２ダイポールアンテナを構成する２つのアンテナ素子１１，１２をそれぞれ２分割し、その分割位置に、分割されたアンテナ素子１１Ａ，１１Ｂ間を接続するスイッチ１３Ａ及びアンテナ素子１２Ａ，１２Ｂ間を接続するスイッチ１３Ｂを設けることにより、２種類の周波数帯域で共振する構造としたもので、上記スイッチ１３Ａ，１３Ｂを開成した状態では給電点側の２つのアンテナ素子１１Ａ，１２Ａのみで高域側の周波数帯域で共振するλａ／２ダイポールアンテナとして機能し、上記スイッチ１３Ａ，１３Ｂを閉成した状態では２分割されたアンテナ素子１１Ａ，１１Ｂ，１２Ａ，１２Ｂ全体でλｂ／２ダイポールアンテナとして機能する。
【００２１】
この実施の形態におけるチューナブルアンテナ１は、５．２ＧＨｚ帯で共振する波長をλａとし、２．４ＧＨｚ帯で共振する波長をλｂとし、給電点側の各アンテナ素子１１Ａ，１２Ａの長さをλａ／４にして、この給電点側の各アンテナ素子１１Ａ，１２Ａに（λｂ−λａ）／４の長さのアンテナ素子１１Ｂ，１２Ｂがスイッチ１３Ｂを介して接続される構造とすることにより、上記スイッチ１３Ａ，１３Ｂを開成した状態では給電点側の２つのアンテナ素子１１Ａ，１２ＡのみでIEEE802.11aに準拠したデータ通信に使用する５．２ＧＨｚ帯で共振するλａ／２ダイポールアンテナとして機能し、上記スイッチ１３Ａ，１３Ｂを閉成した状態では２分割されたアンテナ素子１１Ａ，１１Ｂ，１２Ａ，１２Ｂ全体でIEEE802.11bに準拠したデータ通信に使用する２．４ＧＨｚ帯で共振するλｂ／２ダイポールアンテナとして機能する。
【００２２】
各スイッチ１３Ａ，１３Ｂには、それぞれＭＥＭＳ(Micro-Electro-Mecanical-System)スイッチが用いられている。
【００２３】
各スイッチ１３Ａ，１３Ｂを駆動するドライバ１４Ａ，１４Ｂにシステム制御部６からデコーダ１５を介して制御信号（cont1,cont2）が供給されるようになっており、各スイッチ１３Ａ，１３Ｂは、IEEE802.11aに準拠した通信モードのときに開成状態にされ、IEEE802.11bに準拠した通信モードのときに閉成状態にされる。
【００２４】
ここで、各スイッチ１３Ａ，１３ＢにＭＥＭＳスイッチ素子を用いて構成したチューナブルアンテナ１の構成例を図３に示す。
【００２５】
図３は、給電点から励振される対称型ダイポールアンテナをプリント基板上に形成したチューナブルアンテナ１の構成例を示している。
【００２６】
この図３に示したチューナブルアンテナ１は、アンテナ基板１００の主面上に給電端子部１１０と、２分割した折り返しパターン形状の各アンテナ素子パターン１１１Ａ，１１１Ｂ，１１２Ａ，１１２Ｂと、その分割位置にＭＥＭＳスイッチ素子１１３Ａ，１１３Ｂを設けてなる。
【００２７】
この構成例の場合、片方のダイポール素子の長さは概略１／４λ（誘電率εの材質中では略Ｒｏｕｔ（ε））であり、所望の長さの切替えをＭＥＭＳスイッチ素子１１３Ａ，１１３Ｂにより切り替えることで図４のように、共振周波数を変化させることが可能である。
【００２８】
図４は、ＭＥＭＳスイッチ素子(ＳＷ１，２)１１３Ａ，１１３Ｂにより５．２ＧＨｚ帯と２．４ＧＨｚ帯の２種類の周波数帯域に共振帯域を切り替えることができるλ／２ダイポールアンテナを形成したチューナブルアンテナ１の帯域チューニングの様子を示している。図４において、横軸は周波数（ＧＨｚ）で、縦軸は挿入損失（ｄＢ）であり、上記チューナブルアンテナ１は、上記ＭＥＭＳスイッチ素子１１３Ａ，１１３Ｂを開成した状態では５．２ＧＨｚ帯で共振し、上記ＭＥＭＳスイッチ素子１１３Ａ，１１３Ｂを閉成した状態では２．４ＧＨｚ帯で共振するデュアルバンドアンテナとして機能する。
【００２９】
ここで、上記チューナブルアンテナ１の各スイッチ１３Ａ，１３Ｂとして用いられているＭＥＭＳスイッチ素子１１３Ａ，１１３Ｂは、同様の構造であるので、ＭＥＭＳスイッチ素子１１３として、その構造を説明する。
【００３０】
ＭＥＭＳスイッチ素子１１３は、図５に要部縦断側面図に示すとともに、図６に要部平面図を示してあるように、第１及び第２の制御電極パターン１３１Ａ，１３１Ｂ、第１及び第２の接地パターン１３２Ａ，１３２Ｂ、第１及び第２の固定接点電極パターン１３３Ａ、１３３Ｂが互いに絶縁された状態で形成されたシリコン基板１３０と、上記シリコン基板１３０上の上記第１の制御電極パターン１３１Ａの位置に一端が固定されることにより片持ち状態で支持された可撓性を有する薄板状の絶縁材料からなるカンチレバー１３４からなる。
【００３１】
上記カンチレバー１３４には、上記第１の制御電極パターン１３１Ａに電気的に接続され上記第２の制御電極パターン１３１Ｂに対向する位置まで延設された対向電極パターン１３５が設けられているとともに、その自由端側に上記第１及び第２の固定接点電極パターン１３３Ａ，１３３Ｂの両方に対向するように可動切片１３６が設けられている。
【００３２】
このような構造のＭＥＭＳスイッチ素子１１３では、第１及び第２の制御電極パターン１３１Ａ，１３１Ｂに上記ドライバ１４Ａ，１４Ｂから駆動信号が供給されると、第１及び第２の制御電極パターン１３１Ａ，１３１Ｂの対向部分に印加される駆動電圧により静電的な吸引力が生成される。そして、この吸引力によって、片持ち支持構造のカンチレバー１３４が撓み、自由端に設けられている可動切片１３６が第１及び第２の固定接点電極パターン１３３Ａ，１３３Ｂに当接することにより、このＭＥＭＳスイッチ素子１１３は、第１及び第２の固定接点電極パターン１３３Ａ，１３３Ｂ間が上記可動切片１３６を介して導通され、閉成状態を保持する。
【００３３】
また、上記ＭＥＭＳスイッチ素子１１３は、閉成状態で第１及び第２の制御電極パターン１３１Ａ，１３１Ｂに上記ドライバ１４Ａ，１４Ｂから逆バイアスの駆動電圧を印加する駆動信号が供給されると、上記カンチレバー１３４が初期状態に戻り、可動切片１３６が第１及び第２の固定接点電極パターン１３３Ａ，１３３Ｂから離れて、開成状態となる。
【００３４】
そして、上記ＭＥＭＳスイッチ素子１１３は、次のような処理により実装される。
【００３５】
すなわち、図７Ａに示すように配線パターン１２０が形成された有機ベース基板１００Ａ上に、図７Ｂに示すように上記シリコン基板１３０を上側にして金属ボールバンプ１２１によって対向間隔を保持した状態で位置決め載置される。そして、例えば、有機ベース基板１００Ａを８０℃〜１２０℃程度に加熱した状態で金属ボールバンプ１２１を数１０ｇ程度に加圧しながら超音波を印加することにより、上記有機ベース基板１００Ａ上にＭＥＭＳスイッチ素子１１３を実装する。
【００３６】
なお、ＭＥＭＳスイッチ素子１１３の実装方法としては、このような超音波プリップチップ実装法に限られることなく、適宜のベアチップ実装法を採用することができる。
【００３７】
このようにしてＭＥＭＳスイッチ素子１１３を実装した有機ベース基板１００Ａ上には、図７Ｃ，図７Ｄに示すように、さらに、シールドパターン１２２の形成されたキャップ基板１００Ｂが載置され接合される。
【００３８】
上記キャップ基板１００Ｂは、上記有機ベース基板１００Ａとの接合面にＭＥＭＳスイッチ素子１１３を被覆するに足る開口形状を有する凹部１２３が形成されており、この凹部１２３にシールドパターン１２２が例えば樹脂成形品に対して三次元的に電気回路パターンを形成する法ＭＩＤ(Molded Interconnect Device)や蒸着法等により成膜形成されている。
【００３９】
上記キャップ基板１００Ｂは、次のようにして有機ベース基板１００Ａに接合される。
【００４０】
すなわち、例えば窒素ボックスなどの不活性ガス雰囲気中で、有機ベース基板１００Ａに対してキャップ基板１００Ｂを位置合わせして重ね合わせた状態で例えば超音波溶着法などで一体化する。
【００４１】
このように上記有機ベース基板１００Ａとキャップ基板１００Ｂを窒素ボックス内で接合することにより、上記有機ベース基板１００Ａとキャップ基板１００Ｂは、接合した状態で上記凹部１２３により構成されるＭＥＭＳスイッチ収納空間部１２４内に窒素を封入した状態でＭＥＭＳスイッチ素子１１３を収納することになる。したがって、ＭＥＭＳスイッチ素子１１３は、ＭＥＭＳスイッチ収納空間部１２４内に耐湿特性及び耐酸化性を保持した状態で実装されるので、各構成要素の酸化や可動切片１３６の貼り付き等が防止され、耐久性及び動作安定性の向上が図られ、高周波的な損失を防ぎ、且つアンテナ全体をコンパクトに形成することができる。
【００４２】
この無線通信システム１０におけるチューナブルアンテナ１は、このようにして上記有機ベース基板１００Ａとキャップ基板１００Ｂを接合してなるアンテナ基板１００のＭＥＭＳスイッチ素子１１３が埋設され、上記有機ベース基板１００Ａに形成されている配線パターン１２０にビア１２６Ａ，１２６Ｂを介して接続されたアンテナ素子パターン１２５Ａ，１２５Ｂが上記キャップ基板１００Ｂ上に成膜形成されてなる。
【００４３】
そして、この無線通信システム１０では、このような構造のチューナブルアンテナ１にディプレクサ２と第１及び第２の送受切換スイッチ３Ａ，３Ｂを介して第１の送受信回路４及び第２の送受信回路５が接続されるようになっている。
【００４４】
上記第１及び第２の送受切換スイッチ３Ａ，３Ｂは、後述するようにシステム制御部６によって動作が制御される。
【００４５】
上記第１の送受信回路４は、送信データの変調方式として直交周波数分割多重(OFDM:Orthogonal Frequency Division Multiplexing)を採用して５．２ＧＨｚ帯域のキャリアでIEEE802.11aに準拠したデータ通信Ａを行うデジタル制御部４０とＲＦフロントエンド部１４０からなる。
【００４６】
デジタル制御部４０は、ＣＰＵ４１、フラッシュメモリ４２、デジタル物理層４３及びＭＡＣ（Media Access Control）４４等からなり、送信データを生成してＲＦフロントエンド部１４０に送出し、また、上記ＲＦフロントエンド部１４０から復調された受信データを受信する。
【００４７】
上記ＲＦフロントエンド部１４０は、送信ブロック２４０、受信ブロック３４０及び局部発振ブロック４４０からなる。
【００４８】
送信ブロック２４０は、上記デジタル制御部４０から送信データがデマルチプレクサ（ＤＥＭＵＸ）２４１を介して供給されるデータ変換部２４２、このデータ変換部２４２に接続されたＤ／Ａ変換部２４３、このＤ／Ａ変換部２４３に接続された変調部２４４、この変調処理部２４４の変調出力が供給される電力増幅部２４５、電力増幅部２４５で生じる信号歪みを補償するための歪み補償処理部（デジタルプリディストーション）２４６などからなる。
【００４９】
データ変換部２４２では、デマルチプレクサ（ＤＥＭＵＸ）２４１を介して供給される送信データ（時系列データ）をシリアルデータからパラレルデータに変換することにより、送信する各キャリアに上記送信データのビットを割り当てて、逆高速フーリエ変換(I-FFT)することにより時間領域のデータに変換する。
【００５０】
Ｄ／Ａ変換部２４３は、上記データ変換部２４２により各キャリアに割り当てられた時間領域の送信データをアナログ信号に変換して変調部２４４に供給する。
【００５１】
変調部２４４は、上記Ｄ／Ａ変換部２４３によりアナログ信号に変換された時間領域の送信データで直交キャリアを変調する。
【００５２】
電力増幅部２４５は、上記変調部２４４により得られる直交変調信号を増幅する。
【００５３】
そして、上記電力増幅部２４５により増幅された直交変調信号が上記第１の送受切換スイッチ３Ａ及びディプレクサ２を介してチューナブルアンテナ１に供給される。
【００５４】
なお、歪み補償処理部２４６は、上記電力増幅部２４５から出力される直交変調信号に生じる信号歪みを補償するための歪み補償処理を上記各キャリアに割り当てられた時間領域の送信データに対して予め行っている。
【００５５】
また、受信ブロック３４０は、上記送信ブロック２４０と逆の処理を行うもので、ＲＦ増幅部３４１、復調部３４２、Ａ／Ｄ変換部３４３、データ逆変換部３４４及びマルチプレクサ（ＭＵＸ）３４５からなる。
【００５６】
ＲＦ増幅部３４１は、チューナブルアンテナ１から上記ディプレクサ２及び第１の送受切換スイッチ３Ａを介して供給される受信信号を増幅して復調部３４２に供給する。
【００５７】
復調部３４２は、上記ＲＦ増幅部３４１から供給される受信信号（直交変調信号）に直交キャリアを乗算することにより、各キャリアにビットが割り当てられた時間領域の受信データのアナログ信号を復調する。
【００５８】
Ａ／Ｄ変換部３４３は、時間領域の受信データのアナログ信号をデジタル化することにより時間領域の受信データに変換してデータ逆変換部３４４に供給するとともに、上記時間領域の受信データのアナログ信号の振幅値により示される受信強度信号（ＲＳＳＩ＿Ａ）をシステム制御部６に供給する。
【００５９】
データ逆変換部３４４は、上記Ａ／Ｄ変換部３４３から供給される時間領域の受信データを高速フーリエ変換(I-FFT)することにより得られる周波数領域の受信データをシリアルデータからパラレルデータに変換して、マルチプレクサ（ＤＥＭＵＸ）を介して上記デジタル制御部４０に供給する。
【００６０】
局部発振ブロック４４０は、５．２ＧＨｚ帯の直交２相信号を生成する電圧制御型発振器（ＶＣＯ）４４１と、このＶＣＯ４４１をＰＬＬ制御するＰＬＬ回路４４２からなり、上記ＶＣＯ４４１により得られる直交２相信号を送信用の直交キャリアとして上記送信ブロック２４０の変調部２４４に供給するとともに、上記直交２相信号を直交変調用の直交キャリアとして上記受信ブロック３４０の復調部３４２に供給する。
【００６１】
また、第２の送受信回路５は、送信データの変調方式として直交周波数分割多重(OFDM:Orthogonal Frequency Division Multiplexing)を採用して２．４ＧＨｚ帯域のキャリアでIEEE802.11bに準拠したデータ通信Ｂを行うデジタル制御部５０とＲＦフロントエンド部１５０からなる。
【００６２】
デジタル制御部５０は、ＣＰＵ５１、フラッシュメモリ５２、デジタル物理層５３及びＭＡＣ（Media Access Control）５４等からなり、送信データを生成してＲＦフロントエンド部１５０に送出し、また、上記ＲＦフロントエンド部１５０から復調された受信データを受信する。
【００６３】
上記ＲＦフロントエンド部１５０は、送信ブロック２５０、受信ブロック３５０及び局部発振ブロック４５０からなる。
【００６４】
送信ブロック２５０は、上記デジタル制御部５０から送信データがデマルチプレクサ（ＤＥＭＵＸ）２５１を介して供給されるデータ変換部２５２、このデータ変換部２５２に接続されたＤ／Ａ変換部２５３、このＤ／Ａ変換部２５３に接続された変調部２５４、この変調処理部２５４の変調出力が供給される電力増幅部２５５、電力増幅部２５５で生じる信号歪みを補償するための歪み補償処理部（デジタルプリディストーション）２５６などからなる。
【００６５】
データ変換部２５２では、デマルチプレクサ（ＤＥＭＵＸ）２５１を介して供給される送信データ（時系列データ）をシリアルデータからパラレルデータに変換することにより、送信する各キャリアに上記送信データのビットを割り当てて、逆高速フーリエ変換(I-FFT)することにより時間領域のデータに変換する。
【００６６】
Ｄ／Ａ変換部２５３は、上記データ変換部２５２により各キャリアに割り当てられた時間領域の送信データをアナログ信号に変換して変調部２５４に供給する。
【００６７】
変調部２５４は、上記Ｄ／Ａ変換部２５３によりアナログ信号に変換された時間領域の送信データで直交キャリアを変調する。
【００６８】
電力増幅部２５５は、上記変調部２５４により得られる直交変調信号を増幅する。
【００６９】
そして、上記電力増幅部２５５により増幅された直交変調信号が上記第１の送受切換スイッチ３Ｂ及びディプレクサ２を介してチューナブルアンテナ１に供給される。
【００７０】
なお、歪み補償処理部２５６は、上記電力増幅部２５５から出力される直交変調信号に生じる信号歪みを補償するための歪み補償処理を上記各キャリアに割り当てられた時間領域の送信データに対して予め行っている。
【００７１】
また、受信ブロック３５０は、上記送信ブロック２５０と逆の処理を行うもので、ＲＦ増幅部３５１、復調部３５２、Ａ／Ｄ変換部３５３、データ逆変換部３５４及びマルチプレクサ（ＭＵＸ）３５５からなる。
【００７２】
ＲＦ増幅部３５１は、チューナブルアンテナ１から上記ディプレクサ２及び第２の送受切換スイッチ３Ｂを介して供給される受信信号を増幅して復調部３５２に供給する。
【００７３】
復調部３５２は、上記ＲＦ増幅部３５１から供給される受信信号（直交変調信号）に直交キャリアを乗算することにより、各キャリアにビットが割り当てられた時間領域の受信データのアナログ信号を復調する。
【００７４】
Ａ／Ｄ変換部３５３は、時間領域の受信データのアナログ信号をデジタル化することにより時間領域の受信データに変換してデータ逆変換部３５４に供給するとともに、上記時間領域の受信データのアナログ信号の振幅値により示される受信強度信号（ＲＳＳＩ＿Ｂ）をシステム制御部６に供給する。
【００７５】
データ逆変換部３５４は、上記Ａ／Ｄ変換部３５３から供給される時間領域の受信データを高速フーリエ変換(I-FFT)することにより得られる周波数領域の受信データをシリアルデータからパラレルデータに変換して、マルチプレクサ（ＤＥＭＵＸ）３５５を介して上記デジタル制御部５０に供給する。
【００７６】
局部発振ブロック４５０は、２．４ＧＨｚ帯の直交２相信号を生成する電圧制御型発振器（ＶＣＯ）４５１と、このＶＣＯ４５１をＰＬＬ制御するＰＬＬ回路４５２からなり、上記ＶＣＯ４５１により得られる直交２相信号を送信用の直交キャリアとして上記送信ブロック２５０の変調部２５４に供給するとともに、上記直交２相信号を直交変調用の直交キャリアとして上記受信ブロック３５０の復調部３５２に供給する。
【００７７】
そして、システム制御部６は、図８〜図１０のフローチャートに示す手順に従って無線通信システム１０を制御する。
【００７８】
すなわち、上記システム制御部６は、先ず図８に示すように、無線通信システム１０全体をリセット状態としてから、第２の送受信回路５によりデータ通信Ｂを行うIEEE802.11bに準拠した通信モードとし（ステップＳ１）、制御信号（cont1,cont2）をＯＮとして、上記チューナブルアンテナ１の各スイッチ１３Ａ，１３Ｂを閉成状態にすることにより、上記チューナブルアンテナ１をIEEE802.11bに準拠したデータ通信Ｂに使用する２．４ＧＨｚ帯で共振するλｂ／２ダイポールアンテナとして機能するように設定する（ステップＳ２）。
【００７９】
そして、第２の送受信回路５の局部発振ブロック４４０を制御して、周波数スキャンを行い（ステップＳ３）、第２の送受信回路５の受信強度信号（ＲＳＳＩ＿Ｂ）をモニターしながら（ステップＳ４）、IEEE802.11bに準拠したデータ通信Ｂが可能であるか否かを判定する（ステップＳ５）。
【００８０】
このステップＳ５における判定結果がＹＥＳ、すなわち、IEEE802.11bに準拠したデータ通信Ｂが可能である場合には、このIEEE802.11bに準拠したデータ通信Ｂの使用可否状態を示すステータスＢを「１」としてメモリに記憶する（ステップＳ６）。
【００８１】
また、上記ステップＳ５における判定結果がＮＯ、すなわち、IEEE802.11bに準拠したデータ通信Ｂができない場合には、このIEEE802.11bに準拠したデータ通信Ｂの使用可否状態を示すステータスＢを「０」としてメモリに記憶する（ステップＳ７）。
【００８２】
次に、上記システム制御部６は、図９に示すように、無線通信システム１０全体をリセット状態として、第１の送受信回路４によりデータ通信Ａを行うIEEE802.11aに準拠した通信モードとし（ステップＳ８）、制御信号（cont1,cont2）をＯＦＦとして、上記チューナブルアンテナ１の各スイッチ１３Ａ，１３Ｂを開成状態にすることにより、上記チューナブルアンテナ１をIEEE802.11aに準拠したデータ通信Ａに使用する５．２ＧＨｚ帯で共振するλａ／２ダイポールアンテナとして機能するように設定する（ステップＳ９）。
【００８３】
そして、第１の送受信回路４の局部発振ブロック４４０を制御して、周波数Ｓｃａｎを行い（ステップＳ１０）、第１の送受信回路４の受信強度信号（ＲＳＳＩ＿Ａ）をモニターしながら（ステップＳ１１）、IEEE802.11aに準拠したデータ通信Ａが可能であるか否かを判定する（ステップＳ１２）。
【００８４】
このステップＳ１２における判定結果がＹＥＳ、すなわち、IEEE802.11aに準拠したデータ通信Ａが可能である場合には、このIEEE802.11aに準拠したデータ通信Ａの使用可否状態を示すステータスＡを「１」としてメモリに記憶する（ステップＳ１３）。
【００８５】
また、上記ステップＳ１２における判定結果がＮＯ、すなわち、IEEE802.11aに準拠したデータ通信Ａができない場合には、このIEEE802.11aに準拠したデータ通信Ａの使用可否状態を示すステータスＡを「０」としてメモリに記憶する（ステップＳ１４）。
【００８６】
そして、システム制御部６は、図１０に示すように、このようにしてIEEE802.11aに準拠したデータ通信Ａ及びIEEE802.11bに準拠したデータ通信Ｂの使用可否状態を判定して、データ通信Ａ及びデータ通信Ｂの使用可否状態を示すステータスＡ及びステータスＢをメモリにメモリに記憶する（ステップＳ１５）。
【００８７】
さらに、システム制御部６は、メモリに記憶したステータスＡ及びステータスＢをチェックして（ステップＳ１６）、データ通信Ａ及びデータ通信Ｂの双方とも使用可能であれば、現在の子機の状態が希望している通信モード（パワーセーブモードか高通信Ｒａｔｅモード）をチェック（ステップＳ１７）する。
【００８８】
そして、現在の子機の状態が希望している通信モードがパワーセーブモードであれば、制御信号（cont1,cont2）をＯＮとして、IEEE802.11bに準拠したデータ通信Ｂでの受信モードに固定する（ステップＳ１８）。
【００８９】
逆に、高通信Ｒａｔｅモードが優先される設定であれば制御信号（cont1,cont2）をＯＦＦとして、チューナブルアンテナ１の受信感度を５．２ＧＨｚ帯にチューニングした後、IEEE802.11aに準拠したデータ通信Ａでの受信モードに設定する（ステップＳ１９）。
【００９０】
また、上記システム制御部６は、上記ステップＳ１６でステータスＡ及びステータスＢをチェックした結果、どちらか一方のデータ通信しか使用可能でない場合は、強制的に使用可能な通信方式に固定し、強制モードである旨を表示する（ステップＳ２０）。
【００９１】
また、どちらのデータ通信も使用可能でない場合は、使用不可を表示し、通信を「ＯＦＦ」とする（ステップＳ２１）。
【００９２】
この無線通信システム１０では、各送受信回路４，５により得られる受信強度信号（ＲＳＳＩ信号）に基づいて、システム制御部６で制御信号（cont1,cont2）を生成して動作モードを切り替えることにより、自動的に適正な通信モードを選択してデータ通信を行うことができる。
【００９３】
なお、前述の、２つの方式のデータ通信の使用可否状態を、例えば、ある特定時間間隔でモニターしておくことによって、何らかの原因で（例えば、スリープモードから目覚めた時、状態がリセットされた時など）一方の通信方式が使用不能となったときは、自動的にどちらか可能な方式に切り替えることも可能である。
【００９４】
上述の実施の形態では、２バンドの通信システムを切り替える例を示したが、３バンド以上でも同様の手法で通信状態をチェック、モニタし、アンテナも３分割とし、ＭＥＭＳスイッチ素子より切替え可能とすることで自動チューニング機構を容易に構築することができる。
【００９５】
なお、アンテナの共振周波数を切り替えるスイッチ１３Ａ，１３Ｂとして、ＭＥＭＳスイッチ素子１１３Ａ，１１３Ｂを応用した例を示したが、勿論通常のダイオードやトランジスタを用いた能動素子スイッチでも、消費電力の上昇が懸念される以外、何ら不都合なことなく実現可能である。
【００９６】
また、上述の実施の形態では、チューナブルアンテナ１として折り返しパターン状のアンテナ素子パターン１１１Ａ，１１１Ｂ，１１２Ａ，１１２Ｂを有するλ／２ダイポールアンテナを用いたが、例えば図１１に示すように、逆Ｆ型のモノポールアンテナ２１０でアンテナ素子パターン２１１の長さをＭＥＭＳスイッチ素子２１３により切り替えて、共振周波数を変化させるようにしたり、図１２に示すように、マイクロストリップ給電されるスロットタイプのアンテナ３１０でアンテナ素子パターン３１１をＭＥＭＳスイッチ素子３１３により切り替えて、共振周波数を変化させることもできる。
【００９７】
さらに、多層のプリント基板の多層構造を利用して三次元構造のアンテナを構成し、ＭＥＭＳスイッチ素子により切り替えることもでき、例えば、図１３に示すように、多層のプリント基板の多層構造を利用して形成したスパイラル状のアンテナパターン４１１を有するモノポールアンテナ４１０でＭＥＭＳスイッチ素子４１３により共振周波数を切り替えるようにすることもできる。
【００９８】
【発明の効果】
様々な、通信方式が提案されている現在、現状では、常に複数の通信システムを内蔵し、且つ意図的に切り替えて用いるという煩雑さがあったが、本発明によれば、ユーザはどの通信を用いているかを意識することなく、その場の環境、使用状態に応じた通信方式を選択し、用いることが可能となる。
【００９９】
また、ＭＥＭＳスイッチ素子をアンテナ基板に内蔵することで、全体をコンパクト且つ低消費電力に構成することができる。
【０１００】
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を適用した無線通信システムの構成を示すブロック図である。
【図２】上記無線通信システムに使用されるチューナブルアンテナの原的な構成を示す回路構成図である。
【図３】ＭＥＭＳスイッチ素子を用いて構成したチューナブルアンテナの構成例を示す平面図である。
【図４】上記チューナブルアンテナの帯域チューニングの様子を示す特性図である。
【図５】上記ＭＥＭＳスイッチ素子の構造を示す要部縦断側面図である。
【図６】上記ＭＥＭＳスイッチ素子の構造を示す要部平面図である。
【図７】上記ＭＥＭＳスイッチ素子の実装の過程を示す要部縦断側面図である。
【図８】制御部による無線通信システムの制御手順を示すフローチャートである。
【図９】制御部による無線通信システムの制御手順を示すフローチャートである。
【図１０】制御部による無線通信システムの制御手順を示すフローチャートである。
【図１１】逆Ｆ型のモノポールアンテナで構成されるチューナブルアンテナの構成例を示す平面図である。
【図１２】スロットタイプのアンテナで構成されるチューナブルアンテナの構成例を示す平面図である。
【図１３】スパイラル状のアンテナパターンを有するモノポールアンテナで構成されるチューナブルアンテナの構成例を示す平面図である。
【符号の説明】
１  チューナブルアンテナ、２  ディプレクサ、３Ａ，３Ｂ  第１及び第２の送受切換スイッチ、４  第１の送受信回路、５  第２の送受信回路、６  システム制御部６、１０  無線通信システム、１１，１２，１１Ａ，１１Ｂ，１２Ａ，１２Ｂ  アンテナ素子、１３Ａ，１３Ｂ  スイッチ、１４Ａ，１４Ｂ  ドライバ、１５  デコーダ、４０，５０  デジタル制御部、４１，５１  ＣＰＵ、４２，５２  フラッシュメモリ、４３，５３ デジタル物理層、４４，５４ ＭＡＣ（Media Access Control）、１００  アンテナ基板、１００Ａ  有機ベース基板、１００Ｂ  キャップ基板、１１０  給電端子部、１１１Ａ，１１１Ｂ，１１２Ａ，１１２Ｂ  アンテナ素子パターン、１１３，１１３Ａ，１１３Ｂ  ＭＥＭＳスイッチ素子、１２０  配線パターン、１２１  金属ボールバンプ、１２２  シールドパターン、１２３  凹部、１２４  ＭＥＭＳスイッチ収納空間部、１２５Ａ，１２５Ｂ  アンテナ素子パターン、１２６Ａ，１２６Ｂ  ビア、１３０  シリコン基板、１３１Ａ，１３１Ｂ  第１及び第２の制御電極パターン、１３２Ａ，１３２Ｂ  第１及び第２の接地パターン、１３３Ａ、１３３Ｂ  第１及び第２の固定接点電極パターン、１３４  カンチレバー、１３５  対向電極パターン、１３６  可動切片、１４０，１５０  ＲＦフロントエンド部、２１０  逆Ｖ型のモノポールアンテナ、２１１  アンテナ素子パターン、２１３  ＭＥＭＳスイッチ素子、２４０，２５０  送信ブロック、２４１，２５１  デマルチプレクサ（ＤＥＭＵＸ）、２４２，２５２  データ変換部、２４３，２５３  Ｄ／Ａ変換部、２４４，２５４  変調部、２４５，２５５  電力増幅部、２４６，２５６  歪み補償処理部（デジタルプリディストーション）、３１０  スロットタイプのアンテナ、３１１  アンテナ素子パターン、３１３  ＭＥＭＳスイッチ素子、３４０，３５０  受信ブロック、３４１，３５１  ＲＦ増幅部、３４２，３５２  復調部、３４３，３５３  Ａ／Ｄ変換部、３４４，３５４  データ逆変換部、３４５，３５５  マルチプレクサ（ＭＵＸ）、４１０  モノポールアンテナ、４１１  スパイラル状のアンテナパターン、４１３  ＭＥＭＳスイッチ素子、４４０，４５０  局部発振ブロック、４４１，４５１  電圧制御型発振器（ＶＣＯ）、４４２，４５２  ＰＬＬ回路
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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