(57)【要約】【課題】移動体通信機器などにおいて受信感度の向上を図ることができるアンテナ装置を提供することを目的とする。【解決手段】切替スイッチ部２により２つのアンテナ素子ＡＮＴ１，ＡＮＴ２の回路パター回路パターンを切り替えることで、アンテナ素子ＡＮＴ１，ＡＮＴ２を利用してダイバーシチアンテナと、エスパアンテナという２つの方式のアンテナを形成するようにした。【選択図】        図２
2005033410.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の放射素子と、
少なくとも１以上のリアクタンス素子と、
前記複数の放射素子のうち、所要の放射素子を給電素子とする第１種のアンテナを形成する回路パターンと、前記複数の放射素子のうち、１の放射素子を給電素子とし他の放射素子に前記リアクタンス素子を接続してなる第２種のアンテナとを形成する回路パターンとの間での切り替えを行う切替手段と、
を備えることを特徴とするアンテナ装置。
【請求項２】
前記第２種のアンテナの回路パターンは、給電素子でない他の放射素子に対して、前記リアクタンス素子をそれぞれ接続するように形成されていることを特徴とする請求項１に記載のアンテナ装置。
【請求項３】
前記第２種のアンテナにおいて、給電素子として用いられる放射素子と他の放射素子間の距離は、受信すべき電波の波長に応じて設定されることを特徴とする請求項１に記載のアンテナ装置。
【請求項４】
複数の放射素子と、
少なくとも１以上のリアクタンス素子と、
前記複数の放射素子をそれぞれ給電素子とする第１種のアンテナを形成する回路パターンと、前記複数の放射素子のうち、１つの放射素子を給電素子とし、他の放射素子に前記リアクタンス素子を接続してなる第２種のアンテナを形成する回路パターンとの間での切り替えを行う切替手段と、
を備えることを特徴とするアンテナ装置。
【請求項５】
前記第２種のアンテナにおいて、給電素子として用いられる放射素子と他の放射素子間の距離は、受信すべき電波の波長に応じて設定されることを特徴とする請求項４に記載のアンテナ装置。
【請求項６】
複数の放射素子と、
少なくとも１以上のリアクタンス素子と、
前記複数の放射素子をそれぞれ給電素子とする第１種のアンテナを形成する回路パターンと、前記複数の放射素子のうち、１つの放射素子を給電素子とし、他の放射素子に前記リアクタンス素子を接続してなる第２種のアンテナを形成する回路パターンと、前記複数の放射素子のうち、所要の放射素子を給電素子とする第３種のアンテナを形成する回路パターンとの間での切り替えを行う切替手段と、
を備えることを特徴とするアンテナ装置。
【請求項７】
前記第３種のアンテナにおいて、給電素子として用いられる放射素子と他の放射素子間の距離は、受信すべき電波の波長に応じて設定されることを特徴とする請求項６に記載のアンテナ装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はアンテナ装置に関わり、特に移動体通信機器などにおいて十分な受信感度を得るのに好適なアンテナ装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来から移動体通信機器においては、どの方向から送信されてくるか分からない希望波信号を受信できることが望まれている。
このため、希望波信号を良好に受信するための技術が種々提案されている。
そのような技術の１つとして、複数のアンテナを設け、最も希望波信号に対する受信感度が良いとされるアンテナを用いて受信を行う、いわゆる空間ダイバーシチ受信方式が知られている。
【０００３】
図１１は、従来の空間ダイバーシチ受信方式のアンテナの構成を示したブロック図である。
この図１１に示すダイバーシチアンテナ１００では、２つのアンテナ素子ＡＮＴ１，ＡＮＴ２が設けられている。これらのアンテナ素子ＡＮＴ１，ＡＮＴ２は切替スイッチ１０１により、希望波信号に対する受信感度が良いとされる何れか一方のアンテナ素子ＡＮＴ１，ＡＮＴ２を受信機１０２に接続するようにされる。そして、受信機１０２において所望の周波数帯域の信号を選択した後、信号処理部１０３において、受信機１０２からの受信信号に所要の信号処理を施して出力するようにされる。
【０００４】
しかしながら、上記図１１に示したようなダイバーシチアンテナ１００は、アンテナ指向特性の制御を行うことができない。すなわち、アンテナのビーム方向を希望波信号の到来方向に向けることができないため、アンテナのビームを希望波信号の受信に最適なビームとなるように形成することができないとされる。このため、希望波信号の到来方向によっては、十分な受信感度を得ることができず、希望波信号以外の干渉波信号も受信してしまうという欠点があった。
【０００５】
そこで、アンテナ指向特性の制御を行うことができるアンテナとして、複数の送受信系を使用し、適応信号処理を利用したアレーアンテナ方式でアダプティブアレーアンテナと呼ばれるアンテナ装置が提案されている。
【０００６】
図１２は、アダプティブアレーアンテナの構成を示したブロック図である。
この図１２に示すアダプティブアレーアンテナ１１０においても、２つのアンテナ素子ＡＮＴ２，ＡＮＴ２が設けられている。
この場合、アンテナ素子ＡＮＴ１は受信機１０２に接続され、受信機１０２において所望の周波数帯域の電波を選択して信号処理部１０３に出力するようにされる。また、アンテナ素子ＡＮＴ２は受信機１０５に接続され、受信機１０５において所望の周波数帯域の電波を選択して信号処理部１０３に出力される。
信号処理部１０３では、受信機１０２，１０５から入力される受信信号に対してそれぞれ重み付けした後、合成するなどの所要の信号処理を行うなどして希望波信号を得るようにしている。
【０００７】
また、アンテナ指向特性の制御を行うことができるアンテナとしては、給電素子を組み込んだアレーアンテナ装置（（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃａｌｌｙ  Ｓｔｅｅｒａｂｌｅ  Ｐａｓｓｉｖｅ  Ａｒｒａｙ  Ｒａｄｉａｔｏｒ  Ａｎｔｅｎｎａ）、以下、総称としてエスパアンテナと呼ぶ）なども提案されている（特許文献１）。
【０００８】
図１３は、上記したようなエスパアンテナの構成を示したブロック図である。この図１３に示すエスパアンテナ１２０においても、２つのアンテナ素子ＡＮＴ２，ＡＮＴ２が設けられている。この場合、アンテナ素子ＡＮＴ１は受信機１０２に接続され、受信機１０２において所望の周波数帯域の電波を選択して信号処理部１０３に出力するようにされる。一方、アンテナ素子ＡＮＴ２はリアクタンス素子１０６に接続して構成され、信号処理部１０３によって、リアクタンス値が制御されているものである。
【０００９】
【特許文献１】特開２００１−２４４３１号公報
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記図１２に示したようなアダプティブアレーアンテナ１１０は、十分なアンテナ指向特性が得られるように構成するには、より多くのアンテナを設ける必要がある。このため、例えば物理的な面から取り付けることができるアンテナの本数が制限される移動体通信機器、特に移動端末に適用することは困難であった。
【００１１】
また、上記図１３に示したエスパアンテナ１２０は、少なくとも２つのアンテナを搭載するだけで、アンテナの指向特性を制御することが可能とされるが、やはり移動体通信機器において十分なアンテナ指向特性が得られるように構成するにはより多くのアンテナを設ける必要があった。
【００１２】
そこで、本発明は、上記したような点を鑑みてされてものであり、少ないアンテナの本数で希望波信号に対して十分な受信感度を得ることができるアンテナ装置を提供することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明のアンテナ装置は、複数の放射素子と、少なくとも１以上のリアクタンス素子と、複数の放射素子のうち、所要の放射素子を給電素子とする第１種のアンテナを形成する回路パターンと、複数の放射素子のうち、１の放射素子を給電素子とし他の放射素子にリアクタンス素子を接続してなる第２種のアンテナとを形成する回路パターンとの間での切り替えを行う切替手段とを備えることとした。
【００１４】
また本発明のアンテナ装置は、複数の放射素子と、少なくとも１以上のリアクタンス素子と、複数の放射素子をそれぞれ給電素子とする第１種のアンテナを形成する回路パターンと、複数の放射素子のうち、１つの放射素子を給電素子とし、他の放射素子にリアクタンス素子を接続してなる第２種のアンテナを形成する回路パターンとの間での切り替えを行う切替手段とを備えることとした。
【００１５】
本発明によれば、切替手段により回路パターンの切り替えを行うことで、少ない本数の放射素子によって第１種のアンテナと第２種のアンテナを構成することが可能になる。これにより、アンテナ装置の希望波信号に対するアンテナ指向特性の向上を図ることができる。
【００１６】
また本発明のアンテナ装置は、複数の放射素子と、少なくとも１以上のリアクタンス素子と、複数の放射素子をそれぞれ給電素子とする第１種のアンテナを形成する回路パターンと、複数の放射素子のうち、１つの放射素子を給電素子とし、他の放射素子にリアクタンス素子を接続してなる第２種のアンテナを形成する回路パターンと、複数の放射素子のうち、所要の放射素子を給電素子とする第３種のアンテナを形成する回路パターンとの間での切り替えを行う切替手段とを備えることとした。
【００１７】
本発明によれば、切替手段により回路パターンの切り替えを行うことで、少ない本数の放射素子によって、第１種のアンテナ、第２種のアンテナ、第３種のアンテナを構成することが可能になる。これにより、アンテナ装置の希望波信号に対するアンテナ指向特性のさらなる向上を図ることができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態のアンテナ装置について説明するが、本実施の形態のアンテナ装置の構成を説明する前に、本実施の形態のアンテナ装置の使用形態について説明しておく。
【００１９】
図１は、本実施の形態としてのアンテナ装置を搭載した携帯端末装置の外観構造を示した図である。
この図１に示す携帯端末装置５１では、その上端面に２つのアンテナ素子ＡＮＴ１，ＡＮＴ２が取り付けられている。
アンテナ素子ＡＮＴ１とアンテナ素子ＡＮＴ２との間の距離Ｌは、アンテナ装置において送受信が行われる電波の半波長の長さに相当する距離に設定されている。
【００２０】
例えば、本実施の形態のアンテナ装置を携帯電話用の０．８ＧＨｚ帯の電波の送受信に利用する場合、アンテナ素子ＡＮＴ１とアンテナ素子ＡＮＴ２間の距離Ｌは約１８ｃｍに設定される。また、例えば無線ＬＡＮ用の５ＧＨｚ帯の電波の送受信に利用する場合、アンテナ素子ＡＮＴ１とアンテナ素子ＡＮＴ２間の距離Ｌは約３ｃｍに設定されることになる。
【００２１】
以下、本実施の形態のアンテナ装置について説明していく。
図２は、第１の実施の形態とされるアンテナ装置の構成を示したブロック図である。
この図２に示すアンテナ装置１は、２つのアンテナ素子ＡＮＴ１，ＡＮＴ２と、切替スイッチ部２、受信機３、信号処理部４、制御部５、リアクタンス素子６とから構成される。
【００２２】
切替スイッチ部２には、アンテナ素子ＡＮＴ１とアンテナ素子ＡＮＴ２の回路パターンを切り替えるための２つのスイッチＳＷ１，ＳＷ２が設けられている。スイッチは、ダイオードやＦＥＴを用いたスイッチだけでなく、ＭＥＭＳ（Ｍｉｃｒｏ  Ｅｌｅｃｔｒｏ  Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  Ｓｙｓｔｅｍ）スイッチを用いることも考えられる。
この場合、スイッチＳＷ１の共通端子は、受信機３に接続されている。また、スイッチＳＷ１の端子Ａは、アンテナ素子ＡＮＴ１に接続され、スイッチＳＷ１の端子ＢはスイッチＳＷ２の端子Ｂに接続されている。
また、スイッチＳＷ２の共通端子はアンテナ素子ＡＮＴ２に接続され、スイッチＳＷ２の端子Ａにはリアクタンス素子６が接続されている。
【００２３】
受信機３は、図示していないが、例えばアンテナ素子ＡＮＴ１から入力信号を増幅するアンプ、所要の発振周波数の発振信号を出力する発振器、アンプの出力と発振器の発振出力を混合する混合器などを備え、所望の周波数帯域の信号を受信信号として信号処理部４に出力するようにされる。
【００２４】
信号処理部４は、受信機３において選択された受信信号に所要の信号処理を施してベースバンド信号として出力するようにされる。
また、この図には示していないが、信号処理部４には検波回路が設けられており、受信機３からの受信信号の電界強度レベルを検出して制御部５に出力するようにされる。
【００２５】
制御部５は、受信機３や信号処理部４などの各部の制御を行うと共に、切替スイッチ部２の切替制御を行うようにされる。
また、制御部５は、本実施の形態のアンテナ装置１をエスパアンテナとする場合は、リアクタンス素子６のリアクタンス値の可変制御などもを行うようにされる。
【００２６】
リアクタンス素子６は、例えばインダクタ、コンデンサ、可変容量ダイオードなどにより構成され、制御部５からリアクタンス素子６の可変容量ダイオードに電圧を印加することで、インダクタンス値を可変するようにされる。
インダクタンス素子６がインダクタンス性を有するときは、インダクタンス素子６は延長コイルとなり、無給電素子であるアンテナ素子ＡＮＴ２の電気長が、給電素子であるアンテナ素子ＡＮＴ１より長くなり、アンテナ素子ＡＮＴ２が反射器として働くことになる。
一方、インダクタンス素子６がキャパシタンス性を有するときは、インダクタンス素子６は短縮コンデンサとなり、無給電素子であるアンテナ素子ＡＮＴ２の電気長が、給電素子であるアンテナ素子ＡＮＴ１より短くなり、アンテナ素子ＡＮＴ２が導波器として働くことになる。
【００２７】
そして、このようなアンテナ装置１では、切替スイッチ部２により２つのアンテナ素子ＡＮＴ１，ＡＮＴ２の回路パターンを切り替えることで、第１種のアンテナであるダイバーシチアンテナと、第２種のアンテナであるエスパアンテナという２つの方式のアンテナを形成するようにしている。
これにより、アンテナ素子ＡＮＴ１を給電素子とするダイバーシチアンテナ１、アンテナ素子ＡＮＴ２を給電素子とするダイバーシチアンテナ２、及びアンテナ素子ＡＮＴ１を給電素子、アンテナ素子ＡＮＴ２を無給電素子としたエスパアンテナという３つのアンテナを構成するようにしたものである。
【００２８】
図３は、上記図２に示したアンテナ装置１におけるアンテナの接続形態と切替スイッチ部２の切替状態の関係を示した図である。
アンテナ素子ＡＮＴ１を給電素子としたダイバーシチアンテナ１を構成する場合は、制御部５により切替スイッチ部２のスイッチＳＷ１を端子Ａ、スイッチＳＷ２を端子Ｂに接続するように切替制御を行う。これにより、アンテナ素子ＡＮＴ１を切替スイッチ部２を介して受信機３に接続するようにされる。
【００２９】
また、アンテナ素子ＡＮＴ２を給電素子としたダイバーシチアンテナ２を構成する場合は、制御部５により切替スイッチ部２のスイッチＳＷ１を端子Ｂ、スイッチＳＷ２を端子Ｂに接続するように切替制御を行う。これにより、アンテナ素子ＡＮＴ２を切替スイッチ部２を介して受信機３に接続するようにされる。
【００３０】
また、アンテナ素子ＡＮＴ１，ＡＮＴ２により、エスパアンテナを構成する場合は、制御部５により切替スイッチ部２のスイッチＳＷ１を端子Ａ、スイッチＳＷ２を端子Ａに接続するように切替制御を行う。これにより、アンテナ素子ＡＮＴ１を切替スイッチ部２のスイッチＳＷ１を介して受信機３に接続することができると共に、アンテナ素子ＡＮＴ２を切替スイッチ部２のスイッチＳＷ２を介してリアクタンス素子６と接続するようにされる。
【００３１】
このように、図２に示したアンテナ装置１においては、制御部５により切替スイッチ部２のスイッチＳＷ１，ＳＷ２の切り替え制御を行い、２つのアンテナ素子ＡＮＴ１，ＡＮＴ２の回路パターンを切り替えるようにしている。
これにより、ダイバーシチ方式、エスパ方式という２つの方式を利用して、ダイバーシチアンテナ１、ダイバーシチアンテナ２、エスパアンテナという３つのアンテナを構成できるようにしたものである。
【００３２】
したがって、アンテナ装置１では、例えば信号処理部４において、ダイバーシチアンテナ１、ダイバーシチアンテナ２、エスパアンテナという３つのアンテナ形態において、希望波信号の電界強度レベルまたはデータエラーレートの測定を行うようにしている。そして、そのような電界強度レベルまたはデータエラーレートの測定結果に基づいて、制御部５が切替スイッチ部２のスイッチＳＷ１，ＳＷ２の切り替え制御を行い、最終的に最適な受信が得られるアンテナ形態を選択するようにしている。
この結果、アンテナとしての自由度が増して、アンテナ装置１の希望波信号に対する感度を向上させることができるようになる。
【００３３】
従来のエスパアンテナやアダプティブアレーアンテナは、空間的に電波を合成しているため、アンテナ素子の間隔が利用する波長に依存したものとなる。このため、例えば移動体通信機器である携帯端末装置などでは、物理的な制約から利用できるアンテナ素子の本数が限定され、十分な効果を発揮することができないものであった。
これに対して、本実施の形態のアンテナ装置１では、２つのアンテナ素子ＡＮＴ１，ＡＮＴ２を設け、これらのアンテナ素子ＡＮＴ１，ＡＮＴ２の回路パターンを変えることで、ダイバーシチ方式と、エスパアンテナ方式とによる３つのアンテナの回路パターンを実現することができるので、取り付け可能なアンテナ素子の数に制約がある携帯端末装置などの移動体通信機器においても、アンテナ感度の向上を図ることができるようになる。
【００３４】
次に、図４は第２の実施の形態としてのアンテナ装置の構成を示したブロック図である。なお、図２に示すアンテナ装置と同一部位には同一符号を付して詳細な説明は省略する。
この図４に示すアンテナ装置１１は、上記図２に示したアンテナ装置１とは切替スイッチ部の構成が異なるものとされる。また、上記図２に示したアンテナ装置１ではリアクタンス素子６が１つだけ設けられていたのに対して、２つのリアクタンス素子６ａ，６ｂが設けられている点が異なるものとされる。
【００３５】
この場合の切替スイッチ部１２は、アンテナ素子ＡＮＴ１，ＡＮＴ２の回路パターンを切り替えを行うために３つのスイッチＳＷ１，ＳＷ２，ＳＷ３が設けられており、スイッチＳＷ１の共通端子は受信機３に接続されている。またスイッチＳＷ１の端子ＡはスイッチＳＷ３の端子Ｂに接続され、スイッチＳＷ１の端子ＢはスイッチＳＷ２の端子Ｂに接続されている。
スイッチＳＷ２の共通端子はアンテナ素子ＡＮＴ２に接続され、スイッチＳＷ２の端子Ａはリアクタンス素子６ａに接続されている。
スイッチＳＷ３の共通端子はアンテナ素子ＡＮＴ１に接続され、スイッチＳＷ２の端子Ａはアクタンス素子６ｂに接続されている。
【００３６】
このようなアンテナ装置１１においては、切替スイッチ部１２により２つのアンテナ素子ＡＮＴ１，ＡＮＴ２の回路パターンを切り替えることで、上記図２のアンテナ装置と同様、第１種のアンテナであるダイバーシチアンテナと、第２種のアンテナであるエスパアンテナという２つの方式のアンテナを形成することができる。
【００３７】
但し、この場合は、リアクタンス素子が２つ設けられていることからダイバーシチアンテナ１とダイバーシチアンテナ２、及びアンテナ素子ＡＮＴ１を給電素子とし、アンテナ素子ＡＮＴ２を無給電素子としたエスパアンテナ１に加えて、アンテナ素子ＡＮＴ２を給電素子とし、アンテナ素子ＡＮＴ１を無給電素子とするエスパアンテナ２という４つのアンテナ形態を実現することができる。
【００３８】
図５は、上記図４に示したアンテナ装置１１におけるアンテナ形態と、そのときの切替スイッチ部１２の切替状態の関係を示した図である。
先ず、アンテナ素子ＡＮＴ１を給電素子としたダイバーシチアンテナ１を構成する場合は、制御部５により切替スイッチ部１２のスイッチＳＷ１を端子Ａ、スイッチＳＷ２を端子Ｂ、スイッチＳＷ３を端子Ｂに接続するように切替制御を行うようにする。これにより、アンテナ素子ＡＮＴ１を切替スイッチ部１２を介して受信機３に接続される。
【００３９】
また、アンテナ素子ＡＮＴ２を給電素子としたダイバーシチアンテナ２を構成する場合は、制御部５により切替スイッチ部１２のスイッチＳＷ１，ＳＷ２，ＳＷ３の全てを端子Ｂに接続するように切替制御を行う。これにより、アンテナ素子ＡＮＴ２を切替スイッチ部１２を介して受信機３に接続される。
【００４０】
また、アンテナ素子ＡＮＴ１，ＡＮＴ２により、エスパアンテナ１を構成する場合は、制御部５により切替スイッチ部１２のスイッチＳＷ１，ＳＷ２を端子Ａ、スイッチＳＷ３を端子Ｂに接続するように切替制御を行う。
これにより、アンテナ素子ＡＮＴ１を切替スイッチ部１２のスイッチＳＷ３→スイッチＳＷ１を介して受信機３に接続にされ、アンテナ素子ＡＮＴ２を切替スイッチ部１２のスイッチＳＷ２を介してリアクタンス素子６ｂに接続される。
【００４１】
また、エスパチアンテナ２を構成する場合は、制御部５により切替スイッチ部１２のスイッチＳＷ１，ＳＷ２を端子Ｂ、スイッチＳＷ３を端子Ａに接続するように切替制御を行う。これにより、アンテナ素子ＡＮＴ２が切替スイッチ部１２のスイッチＳＷ２→スイッチＳＷ１を介して受信機３に接続され、アンテナ素子ＡＮＴ１を切替スイッチ部１２のスイッチＳＷ３を介してリアクタンス素子６ａに接続される。
【００４２】
このように図４に示したアンテナ装置１１においては、制御部５により切替スイッチ部１２のスイッチＳＷ１〜ＳＷ３の切り替え制御を行い、２つのアンテナ素子ＡＮＴ１，ＡＮＴ２の回路パターンを切り替えるようにしている。
これにより、ダイバーシチ方式とエスパ方式という２つの方式を利用して、ダイバーシチアンテナ１、ダイバーシチアンテナ２、エスパアンテナ１、エスパアンテナ２という４つのアンテナを構成できるようにしたものである。
【００４３】
そして、この図４に示すようにアンテナ装置１１を構成した場合は、２つのアンテナ方式を用いて４つのアンテナを形成することができるので、図２に示したアンテナ装置１より希望波信号に対する感度をさらに向上させることができる。
【００４４】
図６は、第３の実施の形態としてのアンテナ装置の構成を示したブロック図である。なお、図２に示すアンテナ装置と同一部位には同一符号を付して詳細な説明は省略する。
この図６に示すアンテナ装置２１は、アンテナ素子ＡＮＴ１，ＡＮＴ２、リアクタンス素子６ａ，６ｂ、切替スイッチ部２２、送受信機２３ａ，２３ｂ、制御部２４、信号処理部２５とから構成される。
【００４５】
切替スイッチ部２２には、アンテナ素子ＡＮＴ１，ＡＮＴ２の回路パターンを切り替える２つのスイッチＳＷ２，ＳＷ３が設けられている。
この場合、スイッチＳＷ２の共通端子はアンテナ素子ＡＮＴ２に接続され、その端子Ａはリアクタンス素子６ｂに、端子Ｂは送受信機２３ｂにそれぞれ接続されている。
また、スイッチＳＷ３の共通端子はアンテナ素子ＡＮＴ１に接続され、その端子Ａはリアクタンス素子６ａに、端子Ｂは送受信機２３ａにそれぞれ接続されている。
【００４６】
送受信機２３ａ，２３ｂは、例えばアンテナ素子ＡＮＴ１，ＡＮＴ２から入力信号を増幅するアンプ、所要の発振周波数の発振信号を出力する発振器、アンプの出力と、発振器の発振出力を混合する混合器などを備え、アンテナ素子ＡＮＴ１，ＡＮＴ２からの電波から所望の周波数帯域の受信信号を信号処理部２５に出力するようにされる。
信号処理部２５では、送受信機２３ａ，２３ｂにおいて選択された受信信号に所要の信号処理を施して出力するようにされる。
【００４７】
図１０は、信号処理部２５の内部構成例を示した図である。
この図１０に示す信号処理部２５には、アンテナ装置２１によりアダプティブアレーアンテナを構成したときに送受信機２３ａからの信号に重み付けを行う重付回路４３と、送受信機２３ｂからの信号に重み付けを行う重付回路４４、及びこれら重付回路４３，４４の出力を合成するための加算器４５が設けられている。
そして、加算器４５で合成した信号を信号処理回路４７で所要の信号処理を行うことで、信号処理回路４７からベースバンド信号が出力されることになる。
【００４８】
検波回路４１，４２は、アンテナ装置２１によりエスパアンテナを構成したときに、送受信機２３ａ，２３ｂから入力される受信信号の電界強度レベルを検波するために設けられている。また検波回路４６は、アンテナ装置２１によりアダプティブアレーアンテナを構成したときに合成した受信信号の電界強度レベルを検波するために設けられている。
【００４９】
制御部２４は、送受信機２３ａ，２３ｂ、信号処理部２５などの各部の制御を行うと共に、切替スイッチ部２２の切替制御を行うようにされる。
また制御部２４は、アンテナ装置２１をエスパアンテナにより形成するときはリアクタンス素子６のリアクタンスの可変制御などもを行うようにされる。
【００５０】
そして、このようなアンテナ装置２１においては、切替スイッチ部２２により２つのアンテナ素子ＡＮＴ１，ＡＮＴ２の回路パターンを切り替えることで、上記したようなエスパアンテナ方式によるエスパアンテナ１とダイバーシチアンテナ２、及び２つの送受信機２３ａ，２３ｂを利用したアレーアンテナ、いわゆるアダプティブアレーアンテナという３つの接続形態を採ることができるように構成される。
【００５１】
図７は、上記図６に示したアンテナ装置におけるアンテナ形態と、切替スイッチ部の切替状態の関係を示した図である。
先ず、アンテナ素子ＡＮＴ１，ＡＮＴ２により、エスパアンテナ１を構成する場合は、制御部２４により切替スイッチ部２２のスイッチＳＷ２を端子Ａ、スイッチＳＷ３を端子Ｂに接続されるように切替制御を行う。これにより、アンテナ素子ＡＮＴ１を切替スイッチ部２２のスイッチＳＷ３を介して送受信機２３ａに接続し、アンテナ素子ＡＮＴ２を切替スイッチ部２２のスイッチＳＷ２を介してリアクタンス素子６ｂに接続するようにされる。
【００５２】
また、ダイバーシチアンテナ２を構成する場合は、制御部２４により切替スイッチ部２２のスイッチＳＷ２を端子Ｂ、スイッチＳＷ３を端子Ａに接続されるように切替制御を行う。これにより、アンテナ素子ＡＮＴ２を切替スイッチ部２２のスイッチＳＷ２を介して送受信機２３ｂに接続し、アンテナ素子ＡＮＴ１を切替スイッチ部２２のスイッチＳＷ３を介してリアクタンス素子６ａに接続するようにされる。
【００５３】
また、アンテナ素子ＡＮＴ１，ＡＮＴ２によりアダプティブアレーアンテナを構成する場合は、制御部２４により切替スイッチ部２２のスイッチＳＷ２，ＳＷ３を共に端子Ｂに接続するように切替制御を行う。
これにより、アンテナ素子ＡＮＴ１を切替スイッチ部２２のスイッチＳＷ３を介して送受信機２３ａに接続し、アンテナ素子ＡＮＴ２を切替スイッチ部２２のスイッチＳＷ２を介して送受信機２３ｂに接続するようにされる。
【００５４】
このように、図６に示したアンテナ装置２１においては、制御部２４により切替スイッチ部２２のスイッチＳＷ２，ＳＷ３の切り替え制御を行い、２つのアンテナ素子ＡＮＴ１，ＡＮＴ２の回路パターンを切り替えるようにしている。
これにより、エスパアンテナ方式、アダプティブアレーアンテナ方式という２つの方式を利用して、エスパアンテナ１、エスパアンテナ２、アレーアンテナという３つのアンテナを構成することができる。
【００５５】
従って、上記図６に示すようにアンテナ装置２１を構成した場合も、従来に比べてアンテナとしての自由度が増すことができる。即ち、アンテナ装置２１においても上記図２に示したアンテナ装置１と同様、２つのアンテナ素子ＡＮＴ１，ＡＮＴ２を用いて３つのアンテナを構成することができるので、アンテナ装置２１の希望波信号に対する感度を向上させることができるようになるものである。
【００５６】
図８は、本発明の第４の実施の形態としてのアンテナ装置の構成を示したブロック図である。なお、上記図４及び図６に示したアンテナ装置と同一部位には同一符号を付して詳細な説明は省略する。
【００５７】
この図８に示すアンテナ装置３１は、アンテナ素子ＡＮＴ１，ＡＮＴ２、リアクタンス素子６ａ，６ｂ、切替スイッチ部３２、送受信機２３ａ，２３ｂ、制御部２４、信号処理部２５とから構成される。
【００５８】
切替スイッチ部３２には、アンテナ素子ＡＮＴ１及びアンテナ素子ＡＮＴ２の回路パターンを切り替える４つのスイッチＳＷ１，ＳＷ２，ＳＷ３，ＳＷ４が設けられている。
この場合、スイッチＳＷ１とスイッチＳＷ４は２極スイッチ、スイッチＳＷ２とスイッチＳＷ３は３極スイッチとされる。
スイッチＳＷ１の共通端子は送受信機２３ａに接続され、スイッチＳＷ１の端子ＡはスイッチＳＷ３の端子Ｃに、スイッチＳＷ１の端子ＢはスイッチＳＷ２の端子Ｂに接続されている。
【００５９】
また、スイッチＳＷ２の共通端子はアンテナ素子ＡＮＴ２に接続され、スイッチＳＷ２の端子Ａはリアクタンス素子６ｂに、スイッチＳＷ２の端子ＢはスイッチＳＷ１の端子Ｂに、スイッチＳＷ２の端子ＣはスイッチＳＷ４の端子Ａに接続されている。
【００６０】
また、スイッチＳＷ３の共通端子はアンテナ素子ＡＮＴ１に接続され、スイッチＳＷ３の端子Ａはリアクタンス素子６ａに、スイッチＳＷ３の端子ＢはスイッチＳＷ４の端子Ｂに、スイッチＳＷ３の端子ＣはスイッチＳＷ１の端子Ａに接続されている。
またスイッチＳＷ４の共通端子は送受信機２３ｂに接続され、スイッチＳＷ４の端子ＡはスイッチＳＷ２の端子Ｃに、スイッチＳＷ１の端子ＢはスイッチＳＷ３の端子Ｂに接続されている。
【００６１】
したがって、このようなアンテナ装置３１においては、切替スイッチ部３２により２つのアンテナ素子ＡＮＴ１，ＡＮＴ２の回路パターンを切り替えることで、上記したようなダイバーシチアンテナ１、ダイバーシチアンテナ２、エスパアンテナ１、エスパアンテナ２、アレーアンテナという５つのアンテナを構成できるようにしたものである。
【００６２】
図９は、上記図８に示したアンテナ装置におけるアンテナ形態と、切替スイッチ部の切替状態の関係を示した図である。
先ず、アンテナ素子ＡＮＴ１を給電素子としたダイバーシチアンテナ１を構成する場合は、制御部２４により切替スイッチ部３２のスイッチＳＷ１を端子Ａ、スイッチＳＷ２を端子Ｂ、スイッチＳＷ３を端子Ｃに接続するように切替制御を行う。
これにより、アンテナ素子ＡＮＴ１だけを切替スイッチ部３２を介して送受信機２３ａに接続することができる。なお、この場合のスイッチＳＷ４は端子Ａ，Ｂの何れに接続されていてもよい。
【００６３】
また、アンテナ素子ＡＮＴ２を給電素子としたダイバーシチアンテナ２を構成する場合は、制御部２４により切替スイッチ部３２のスイッチＳＷ１，ＳＷ２を端子Ｂ、スイッチＳＷ３を端子Ｃに接続するように切替制御を行う。これにより、アンテナ素子ＡＮＴ２だけを切替スイッチ部３２を介して送受信機２３ａに接続することができる。なお、この場合もスイッチＳＷ４の端子Ａ，Ｂの何れに接続されていてもよい。
【００６４】
また、アンテナ素子ＡＮＴ１，ＡＮＴ２により、エスパアンテナ１を構成する場合は、制御部２４により切替スイッチ部３２のスイッチＳＷ１，ＳＷ２を端子Ａ、スイッチＳＷ３を端子Ｂに接続するように切替制御を行う。これにより、アンテナ素子ＡＮＴ１を切替スイッチ部３２を介して送受信機２３ａに接続し、アンテナ素子ＡＮＴ２を切替スイッチ部３２を介してリアクタンス素子６ｂに接続するようにされる。なお、この場合もスイッチＳＷ４の端子Ａ，Ｂの何れに接続されていてもよい。
【００６５】
また、エスパアンテナ２を構成する場合は、制御部２４により切替スイッチ部３２のスイッチＳＷ２を端子Ｃ、スイッチＳＷ３，ＳＷ４を端子Ａに接続するように切替制御を行う。これにより、アンテナ素子ＡＮＴ２を切替スイッチ部３２を介して送受信機２３ａに接続し、アンテナ素子ＡＮＴ１を切替スイッチ部３２を介してリアクタンス素子６ａに接続するようにされる。なお、この場合はスイッチＳＷ１の端子Ａ，Ｂの何れに接続されていてもよい。
【００６６】
また、アンテナ素子ＡＮＴ１，ＡＮＴ２によりアダプティブアレーアンテナを構成する場合は、制御部２４により切替スイッチ部３２のスイッチＳＷ１，ＳＷ４を共に端子Ａ、スイッチＳＷ２，ＳＷ３を共に端子Ｃに接続するように切替制御を行う。これにより、アンテナ素子ＡＮＴ１を切替スイッチ部３２を介して送受信機２３ａに接続し、アンテナ素子ＡＮＴ２を切替スイッチ部３２を介して送受信機２３ｂに接続するようにされる。
【００６７】
このように、図８に示したアンテナ装置３１においては、制御部２４により切替スイッチ部２２のスイッチＳＷ１〜ＳＷ４の切り替え制御を行い、２つのアンテナ素子ＡＮＴ１，ＡＮＴ２の回路パターンを切り替えるようにしている。これにより、ダイバーシチアンテナ方式、エスパアンテナ方式、アダプティブアレーアンテナ方式という３つのアンテナ方式を利用して、ダイバーシチアンテナ１、ダイバーシチアンテナ２、エスパアンテナ１、エスパアンテナ２、アレーアンテナという５つのアンテナを構成することができるようになる。
【００６８】
従って、上記図８に示すようにアンテナ装置３１を構成した場合は、アンテナとしての自由度をさらに増すことになり、アンテナ装置３１の希望波信号に対する感度のさらなる向上を図ることができる。
【００６９】
なお、本実施の形態のアンテナ装置では、２本のアンテナ素子を用いて構成する場合を例に挙げて説明したが、これはあくまでも一例であり、２以上のアンテナ素子を用いてアンテナ装置を構成しても良いことは言うまでもない。
例えば、３本のアンテナ素子を用いてアンテナ装置を構成すれば、最大１０通りのアンテナを形成することができるので、アンテナ装置の希望波信号に対するアンテナ指向特性の向上を図ることができるので、よりアンテナ感度を向上させることができることは言うまでもない。
【００７０】
また本実施の形態において説明したアンテナ方式の組み合わせは、あくまでも一例であり、例えば切替スイッチ部によりダイバーシチアンテナ方式とアダプティブアレーアンテナ方式とに回路パターンを切り替えるように構成することも可能である。
【００７１】
また、本実施の形態では、アンテナ装置により無線ＬＡＮ用のアンテナ、また携帯電話用のアンテナを構成する場合を例に挙げて説明したが、これはあくまでも一例であり、本実施の形態のテレビジョン放送用のアンテナとして利用することも考えられる。
【００７２】
【発明の効果】
以上の説明から理解されるように、本発明のアンテナ装置によれば、切替手段により回路パターンの切り替えを行うことで、少ない本数の放射素子によって第１種のアンテナと第２種のアンテナ、或いは第１種のアンテナと第２種のアンテナ、第３種のアンテナを形成することが可能になる。
したがって、このような本発明のアンテナ装置を移動体通信機器などに搭載すれば、少ない放射素子の本数で、希望波信号に対するアンテナ指向特性の向上を図ることができるので、結果的にはアンテナ感度の向上を図ることができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施の形態としてのアンテナ装置を用いて携帯端末装置の外観を示した図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態としてのアンテナ装置の構成を示したブロック図である。
【図３】図２に示したアンテナ装置におけるアンテナ形態と切替スイッチ部との関係を示した図である。
【図４】第２の実施の形態のアンテナ装置の構成を示したブロック図である。
【図５】図４に示したアンテナ装置におけるアンテナ形態と切替スイッチ部との関係を示した図である。
【図６】第３の実施の形態のアンテナ装置の構成を示したブロック図である。
【図７】図６に示したアンテナ装置におけるアンテナ形態と切替スイッチ部との関係を示した図である。
【図８】第４の実施の形態のアンテナ装置の構成を示したブロック図である。
【図９】図８に示したアンテナ装置におけるアンテナ形態と切替スイッチ部との関係を示した図である。
【図１０】信号処理部の回路構成の一例を示したブロック図である。
【図１１】従来のアンテナ装置の構成を示したブロック図である。
【図１２】従来のアンテナ装置の構成を示したブロック図である。
【図１３】従来のアンテナ装置の構成を示したブロック図である。
【符号の説明】
１  １１  ２１  ３１  アンテナ装置、２  １２  ２２  ３２  切替スイッチ部、３  受信機、４  信号処理部、５  制御部、６  ６ａ  ６ｂ  リアクタンス素子、２３ａ  ２３ｂ  送受信機、２４  制御部、５１  携帯端末装置、ＡＮＴ１  ＡＮＴ２  アンテナ素子、ＳＷ１〜ＳＷ４  スイッチ
【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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