(57)【要約】  【課題】  アンテナ同調回路の容量を広範囲に微調整でき且つＩＣ化のできるアンテナ同調回路を提供する。  【解決手段】  可変容量ダイオードＶＣ１、ＶＣ２、ＶＣ３、ＶＣ４のうちどれかが各半導体スイッチＳ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４により抵抗Ｒに接続されることになり、可変容量ダイオードＶＣ２、ＶＣ３、ＶＣ４を可変容量ダイオードＶＣ１のそれぞれ２個、４個、８個の並列接続として、合成容量をディジタル的に制御する。また、端子ＴＡ側より接続された可変容量ダイオードに電圧を印加することで合成容量を微調整するようにし、アンテナ同調回路の共振周波数を連続的に所定値に維持するようにした。【選択図】  図１
2005340994.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
地上波信号を受信可能なアンテナ素子と、
前記アンテナ素子に接続される容量素子と、
受信周波数帯域に応じて前記容量素子を選択するための半導体スイッチ素子とを備えたアンテナ同調回路において、
前記容量素子は、一端が共通接続された複数の可変容量ダイオードであり、１以上の前記可変容量ダイオードの他端が共通接続されて複数の可変容量ダイオード群をなすと共に、対応する前記各半導体スイッチ素子の一端側に接続され、前記各半導体スイッチ素子の各他端が共通接続されたことを特徴とするアンテナ同調回路。
【請求項２】
前記アンテナ素子は、受信波長の略４分の１の長さであることを特徴とする請求項１に記載のアンテナ同調回路。
【請求項３】
前記各可変容量ダイオード群をなす可変容量ダイオードの数が、1から始まる２の等比数列となっていることを特徴とする請求項１に記載のアンテナ同調回路。
【請求項４】
前記各半導体スイッチ素子が、光によるスイッチ制御であることを特徴とする請求項１に記載のアンテナ同調回路。
【請求項５】
前記各可変容量ダイオード群の合成容量が、共振周波数と所望の周波数との差異を検出して所望の周波数に合致させる電圧発生回路による電圧を印加され微調整されることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載のアンテナ同調回路。
【請求項６】
地上波信号を受信可能な受信波長の略４分の１の長さのアンテナ素子と、
前記アンテナ素子に接続される容量素子と、
受信周波数帯域に応じて前記容量素子を選択するための光によりスイッチ制御される半導体スイッチ素子とを備えたアンテナ同調回路であって、
前記容量素子が、一端が共通接続された複数の可変容量ダイオードであり、1から始まる２の等比数列の個数で他端が共通接続されて複数の可変容量ダイオード群をなすと共に、前記複数の可変容量ダイオード群に対応する前記各半導体スイッチ素子の一端側に接続され、前記各半導体スイッチ素子の各他端が共通接続され、前記各可変容量ダイオード群の合成容量が、共振周波数と所望の周波数との差異を検出して所望の周波数に合致させる電圧発生回路による電圧を印加され微調整されることを特徴とするアンテナ同調回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えばテレビ放送等に使用される広い周波数帯で高い利得を持つことのできるアンテナ同調回路に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、テレビ放送受信可能な携帯端末の普及に伴い、アンテナの小型化が望まれている。特に、地上波ディジタルテレビ放送では５００ＭＨｚ（波長６０ｃｍ前後）と中心周波数が高くなり、小型のアンテナを使用しながら、広帯域の周波数をカバーするアクティブ・アンテナ技術が注目されている。
【０００３】
一例として、可変容量ダイオードを用いてアンテナの周波数特性を制御する方法が知られている。以下、従来のアンテナ同調回路２００について、図３のブロック図を参照して説明する。図において、２１はテレビジョン信号の放送波を受信する小型の誘電体アンテナ部、２２は一端が誘電体アンテナ部２１の一端に接続され他端が接地された可変容量ダイオード、２３は一端が誘電体アンテナ部２１の他端に接続されたチューナー部、２４はチューナー部２３からの信号を処理する中央演算処理部（図示せず）とディジタル／アナログ変換器（図示せず）とからなり受信チャンネルに適合した電圧を発生し可変容量ダイオード２２に誘電体アンテナ部２１の他端側から供給する電圧発生回路である。
【０００４】
上記構成のアンテナ同調回路２００の動作を説明する。インダクタ成分を含む誘電体アンテナ部２１で受信したテレビジョン信号は、チューナー部２３で所望のチャンネルのテレビジョン信号を受信するようになっている。ここで、誘電体アンテナ部２１の受信能力は一般のロッドアンテナに比べて受信可能な周波数帯域が極端に狭くなっている。従って、アンテナ回路内で各放送チャンネル毎に同調をさせる必要があるため、誘電体アンテナ部２１と直列に可変容量ダイオード２２を設け、さらに電圧発生回路２４が各チャンネルに適合した電圧を可変容量ダイオード２２に供給することにより、利得の高い周波数帯域をシフトさせ同調受信させている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００５】
しかしながら、上記のアンテナ同調回路２００では、同調を可変容量ダイオード２２の容量変化に頼っているため、高い電圧（０〜３０Ｖ）を印加しないと広帯域化に対応するための所望の容量の可変幅が取れないという問題があった。また、可変容量ダイオード２２への印加電圧と容量の関係は、直線的ではないため、（同調）周波数から印加電圧を求める処理（ないし、制御）が複雑であった。
【０００６】
この電力消費の問題と制御の複雑さを回避するものとして、可変容量ダイオード２２に替え複数のキャパシタを用い、スイッチ素子で切り替える方式が提案されている。
【０００７】
以下、キャパシタ切り替え方式のアンテナ同調回路２１０について、図４の等価回路を参照して説明する。図において、Ｌはアンテナを含む同調回路のインダクタンス、Ｒはアンテナを含む同調回路の抵抗、Ｃ０、Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３はキャパシタで、それぞれ一端が共通に接続され端子ＴＡに接続されている。キャパシタＣ０の他端は抵抗Ｒを介してインダクタンスＬの一端に直列接続され、インダクタンスＬの他端は端子ＴＢに接続されている。
【０００８】
Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３は半導体スイッチ、ＴＣは制御端子で、これらの半導体スイッチＳ１、Ｓ２、Ｓ３はアンテナ同調回路の共振周波数を所定値に維持するように制御回路（図示しない）によって開閉制御されている。キャパシタＣ１、Ｃ２、Ｃ３の他端は対応する各半導体スイッチＳ１、Ｓ２、Ｓ３の一端側に接続され、各半導体スイッチＳ１、Ｓ２、Ｓ３の各他端はキャパシタＣ０の他端側と接続されている。
【０００９】
上記構成のアンテナ同調回路２１０によれば、キャパシタＣ０と、Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３のうちどれかが並列接続されることにより、Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３を互いに相異なる容量としておけば合成容量を可変とすることができる。図示例では、キャパシタＣ１、Ｃ２、Ｃ３の各容量をキャパシタＣ０のそれぞれ２倍、４倍、８倍とした。こうして、アンテナ同調回路の共振周波数を段階的に所定値に維持し、小型のアンテナを使用しながら広帯域の周波数をカバーしている（例えば、特許文献２参照。）。
【特許文献１】特開平１０−２２４６９８号公報（第３頁、図１）
【特許文献２】特開２００１−３４４５７４号公報（第３頁、図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、上記従来例のアンテナ同調回路２１０では、容量の合成がディジタル的となり微調整ができないという問題点があった。また、個々のキャパシタを半導体で作るには占有面積が大きくなりＩＣ化の面で不利であった。
【００１１】
本発明は上記問題点に鑑み、同調回路の容量を広範囲に微調整でき且つＩＣ化のできるアンテナ同調回路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】
【００１２】
請求項１記載の発明は、地上波信号を受信可能なアンテナ素子と、アンテナ素子に接続される容量素子と、受信周波数帯域に応じて容量素子を選択するための半導体スイッチ素子とを備えたアンテナ同調回路において、
容量素子は、一端が共通接続された複数の可変容量ダイオードであり、１以上の可変容量ダイオードの他端が共通接続されて複数の可変容量ダイオード群をなすと共に、対応する各半導体スイッチ素子の一端側に接続され、各半導体スイッチ素子の各他端が共通接続されたことを特徴とするアンテナ同調回路である。
【００１３】
請求項２記載の発明は、アンテナ素子が、受信波長の略４分の１の長さであることを特徴とする請求項１に記載のアンテナ同調回路である。
【００１４】
請求項３記載の発明は、各可変容量ダイオード群をなす可変容量ダイオードの数が、1から始まる２の等比数列となっていることを特徴とする請求項１に記載のアンテナ同調回路である。
【００１５】
請求項４記載の発明は、各半導体スイッチ素子が、光によるスイッチ制御であることを特徴とする請求項１に記載のアンテナ同調回路である。
【００１６】
請求項５記載の発明は、各可変容量ダイオード群の合成容量が、共振周波数と所望の周波数との差異を検出して所望の周波数に合致させる電圧発生回路による電圧を印加され微調整されることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載のアンテナ同調回路である。
【００１７】
請求項６記載の発明は、地上波信号を受信可能な受信波長の略４分の１の長さのアンテナ素子と、アンテナ素子に接続される容量素子と、受信周波数帯域に応じて容量素子を選択するための光によりスイッチ制御される半導体スイッチ素子とを備えたアンテナ同調回路であって、
容量素子が、一端が共通接続された複数の可変容量ダイオードであり、1から始まる２の等比数列の個数で他端が共通接続されて複数の可変容量ダイオード群をなすと共に、複数の可変容量ダイオード群に対応する各半導体スイッチ素子の一端側に接続され、各半導体スイッチ素子の各他端が共通接続され、各可変容量ダイオード群の合成容量が、共振周波数と所望の周波数との差異を検出して所望の周波数に合致させる電圧発生回路による電圧を印加され微調整されることを特徴とするアンテナ同調回路である。
【発明の効果】
【００１８】
本発明のアンテナ同調回路によれば、可変容量ダイオードを複数並列接続し半導体スイッチにより選択的に切り替える構成としたので、同調回路の容量を広範囲に且つ微調整できＩＣ化することができる。そして、小型のアンテナを使用しながら、広帯域の周波数をカバーできる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
アンテナ同調回路の容量を広範囲に且つ微調整できＩＣ化するという目的を、可変容量ダイオードを複数並列接続し半導体スイッチにより選択的に切り替えることで実現した。
【実施例１】
【００２０】
以下、本発明の実施例１のアンテナ同調回路１００について、図１を参照して説明する。図において、Ｌはアンテナを含む同調回路のインダクタンス、Ｒはアンテナを含む同調回路の抵抗、ＶＣ１、ＶＣ２、ＶＣ３、ＶＣ４は可変容量ダイオードで、それぞれ一端が共通に接続され端子ＴＡに接続されている。
【００２１】
Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４は半導体スイッチ、ＴＣは制御端子で、これらの半導体スイッチＳ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４はアンテナ同調回路の共振周波数を所定値に維持するように制御回路（図示しない）によって開閉制御されている。可変容量ダイオードＶＣ１、ＶＣ２、ＶＣ３、ＶＣ４の他端は対応する各半導体スイッチＳ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４の一端側に接続され、各半導体スイッチＳ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４の各他端は抵抗Ｒを介してインダクタンスＬの一端に直列接続され、インダクタンスＬの他端は端子ＴＢに接続されている。
【００２２】
上記構成のアンテナ同調回路２１０によれば、可変容量ダイオードＶＣ１、ＶＣ２、ＶＣ３、ＶＣ４が各半導体スイッチにより抵抗Ｒに接続されることになる。
【００２３】
可変容量ダイオードＶＣ２、ＶＣ３、ＶＣ４を可変容量ダイオードＶＣ１のそれぞれ２個、４個、８個の並列接続とすることで、各可変容量ダイオードの容量は1から始まる２の等比数列となる。そして、導通させる半導体スイッチを好適に選択することで合成容量を１から１５段階までディジタル的に制御することができる。合成容量が直線的な変化をするため、アンテナ同調回路の共振周波数を広い周波数範囲から同調選択する時の制御が容易となる。
【００２４】
さらに、端子ＴＡ側より接続された可変容量ダイオードに電圧を印加することで合成容量を微調整することができ、小型のアンテナを使用しながら、アンテナ同調回路の共振周波数を連続的に所定値に維持できる。また、同調回路の容量を可変容量ダイオードで作っているためＩＣ化することができる。
【実施例２】
【００２５】
次に、本発明の実施例２のアンテナ同調回路１１０について、図２を参照して説明する。図１に示すアンテナ同調回路１００と異なる点は、半導体スイッチ（Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４）を光ＭＯＳＦＥＴ（Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４）とした点である。
【００２６】
実施例２によれば、制御信号が光であり、制御回路（図示しない）をアンテナ同調回路から電気的に切り離すことができる。従って、同調回路のインピーダンスやＱ（Quality factor）等の高周波特性に影響を与える制御回路の影響を最小にできる。
【産業上の利用可能性】
【００２７】
本発明のアンテナ同調回路は、今後拡大するディジタル・テレビ放送に使用される高周波で広帯域の周波数をカバーする受信装置のアンテナ同調回路に広く適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の実施例１のアンテナ同調回路１００の構成を示す回路図。
【図２】本発明の実施例２のアンテナ同調回路１１０の構成を示す回路図。
【図３】従来の実施例のアンテナ同調回路２００の構成を示すブロック図。
【図４】従来の別の実施例のアンテナ同調回路２１０の構成を示す回路図。
【符号の説明】
【００２９】
２１    誘電体アンテナ部
２２    可変容量ダイオード
２３    チューナー部
２４    電圧発生回路
Ｌ    インダクタンス
Ｒ    抵抗
ＴＡ、ＴＢ、ＴＣ    端子
Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４    半導体スイッチ
Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４    光ＭＯＳＦＥＴ
Ｃ０、Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３    キャパシタ
ＶＣ１、ＶＣ２、ＶＣ３、ＶＣ４    可変容量ダイオード
１００、２００、２１０      アンテナ同調回路
【図１】
2005340994.tif 000003
【図２】
2005340994.tif 000004
【図３】
2005340994.tif 000005
【図４】
2005340994.tif 000006