(57)【要約】  【課題】  フィルタの構成を簡略化させて回路の規模を小さくすることが可能なアンテナ共用回路を提供する。  【解決手段】  共通端子４と、グランド端子３と、第１周波数帯域で動作する第１通信回路に接続される第１通信端子１と、第１周波数帯域よりも高い第２周波数帯域で動作する第２通信回路に接続される第２通信端子２と、共通端子４と第１通信端子１との間に配置された、第１周波数帯域を通過域とする第１フィルタ11と、共通端子４と第２通信端子２との間に配置された、第２周波数帯域を通過域とする第２フィルタ12と、共通端子４とグランド端子３との間に配置された、第１周波数帯域と第２周波数帯域との間の第３周波数帯域を通過域とする第３フィルタ13とを備えたアンテナ共用回路10である。第１フィルタ11および第２フィルタ12は共通の第３フィルタ13との組合せで減衰域を形成できるので回路構成を簡略化できる。【選択図】  図１
2007266837.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
アンテナに接続される共通端子と、
グランドに接続されるグランド端子と、
第１周波数帯域で動作する第１通信回路に接続される第１通信端子と、
前記第１周波数帯域よりも高い第２周波数帯域で動作する第２通信回路に接続される第２通信端子と、
前記共通端子と前記第１通信端子との間に配置された、前記第１周波数帯域を通過域とする第１フィルタと、
前記共通端子と前記第２通信端子との間に配置された、前記第２周波数帯域を通過域とする第２フィルタと、
前記共通端子と前記グランド端子との間に配置された、前記第１周波数帯域と第２周波数帯域との間の第３周波数帯域を通過域とする第３フィルタと
を備えたことを特徴とするアンテナ共用回路。
【請求項２】
前記第３フィルタは、ＬＣ直列共振回路であることを特徴とする請求項１に記載のアンテナ共用回路。
【請求項３】
前記第３フィルタは、ストリップラインフィルタであることを特徴とする請求項１に記載のアンテナ共用回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は携帯電話，携帯型情報端末もしくは無線ＬＡＮ等の無線通信機器に用いられるアンテナ共用回路に関するものであり、特に、周波数帯域の異なる複数の通信回路が組み込まれた無線通信機器に用いられるアンテナ共用回路に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来のアンテナ共用回路は、例えば動作する周波数帯域が異なる２つの通信回路とアンテナとを接続する場合に、アンテナに接続される共通端子と、第１周波数帯域で動作する第１通信回路に接続される第１通信端子と、第１周波数帯域よりも高い第２周波数帯域で動作する第２通信回路に接続される第２通信端子と、共通端子と第１通信端子との間に配置された、第１周波数帯域を通過域とするローパスフィルタと、共通端子と第２通信端子との間に配置され、第２周波数帯域を通過域とするハイパスフィルタとを備えたものが知られている（例えば、特許文献１を参照。）。また、従来のアンテナ共用回路において、ローパスフィルタは第２周波数帯域が減衰域となるように設計され、ハイパスフィルタは第１周波数帯域が減衰域となるように設計される。
【０００３】
従来のアンテナ共用回路によれば、共通端子に入力した第１周波数帯域の信号は、共通端子から第１通信端子までの経路においてはローパスフィルタを通過するので第１通信端子から出力され、共通端子から第２通信端子までの経路においてはハイパスフィルタによって減衰されるので第２通信端子からは出力されない。他方、共通端子に入力した第２周波数帯域の信号は、共通端子から第１通信端子までの経路においてはローパスフィルタによって減衰されるので第１通信端子からは出力されず、共通端子から第２通信端子までの経路においてはハイパスフィルタを通過するので第２通信端子から出力される。以上の動作が行なわれることから、アンテナ共用回路は、異なる２つの周波数帯域の信号をそれぞれの通信回路に分配するように機能するので、携帯電話，携帯型情報端末もしくは無線ＬＡＮ等の無線通信機器に従来から広く用いられている。
【特許文献１】特開2003−69362号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来のアンテナ共用回路は、ローパスフィルタは第１周波数帯域を通過域とし、第２周波数帯域が減衰極となるように設計しているが、実際に設計する段階においては、第２周波数帯域を減衰極とするためには第１周波数帯域と第２周波数帯域の間の周波数帯域についても大きく減衰させなければ第２周波数帯域全体に渡って減衰域とすることは困難であった。このように広い減衰域を有するローパスフィルタの回路設計は、複雑なシミュレーション等を用いて設計しなければならず、またローパスフィルタの回路の構成が複雑になってアンテナ共用回路全体の規模が大きくなるという問題点があった。
【０００５】
同様に、ハイパスフィルタは第２周波数帯域を通過域とし、第１周波数帯域が減衰極となるように設計しているが、第１周波数帯域を減衰極とするためには第１周波数帯域と第２周波数帯域の間の周波数帯域についても大きく減衰させなければ第１周波数帯域全体に渡って減衰域とすることは困難であった。
【０００６】
本発明は上記のような従来のアンテナ共用回路における問題点に鑑み案出されたものであり、その目的は、第１周波数帯域の信号と第２周波数帯域の信号とを良好に分離して出力することが可能でありながら、フィルタの構成を簡略化させて回路全体の規模を小さくすることが可能なアンテナ共用回路を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明のアンテナ共用回路は、アンテナに接続される共通端子と、グランドに接続されるグランド端子と、第１周波数帯域で動作する第１通信回路に接続される第１通信端子と、前記第１周波数帯域よりも高い第２周波数帯域で動作する第２通信回路に接続される第２通信端子と、前記共通端子と前記第１通信端子との間に配置された、前記第１周波数帯域を通過域とする第１フィルタと、前記共通端子と前記第２通信端子との間に配置された、前記第２周波数帯域を通過域とする第２フィルタと、前記共通端子と前記グランド端子との間に配置された、前記第１周波数帯域と第２周波数帯域との間の第３周波数帯域を通過域とする第３フィルタとを備えたことを特徴とするものである。
【０００８】
また本発明のアンテナ共用回路は、上記構成において、前記第３フィルタは、ＬＣ直列共振回路であることを特徴とするものである。
【０００９】
また本発明のアンテナ共用回路は、上記構成において、前記第３フィルタは、ストリップラインフィルタであることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１０】
本発明のアンテナ共用回路によれば、アンテナに接続される共通端子と、グランドに接続されるグランド端子と、第１周波数帯域で動作する第１通信回路に接続される第１通信端子と、第１周波数帯域よりも高い第２周波数帯域で動作する第２通信回路に接続される第２通信端子と、共通端子と第１通信端子との間に配置された、第１周波数帯域を通過域とする第１フィルタと、共通端子と第２通信端子との間に配置された、第２周波数帯域を通過域とする第２フィルタと、共通端子とグランド端子との間に配置された、第１周波数帯域と第２周波数帯域との間の第３周波数帯域を通過域とする第３フィルタとを備えたことから、第１周波数帯域と第２周波数帯域との間の第３周波数帯域の信号は共通端子を通過するときには大部分がグランド端子へと流れていくようになるので、共通端子から第１通信端子までの経路、および共通端子から第２通信端子までの経路のそれぞれにおいて、第３周波数帯域は共通して大きく減衰される周波数帯域となる。従って、共通端子から第１通信端子までの経路においては、第１フィルタによる第２周波数帯域の減衰域および第３フィルタによる第３周波数帯域の通過域で第２周波数帯域の減衰域を形成することが可能となり、他方、共通端子から第２通信端子までの経路においては、第２フィルタの第１周波数帯域の減衰域および第３フィルタによる第３周波数帯域の通過域で第１周波数帯域の減衰域を形成することが可能となる。即ち、第１フィルタおよび第２フィルタは、それぞれ共通の第３フィルタとの組合せで他方のフィルタが通過域とする周波数帯域に対して減衰域を形成することが可能であることから、第１フィルタおよび第２フィルタの回路の構成はそれぞれ簡略化させることができるので、アンテナ共用回路全体の規模を小さくすることが可能となる。
【００１１】
また本発明のアンテナ共用回路によれば、第３フィルタが、ＬＣ直列共振回路であるときには、簡単な構成で第３周波数帯域の通過域を形成することができるので、これによっても回路の規模を小さくすることができる。
【００１２】
また本発明のアンテナ共用回路によれば、第３フィルタが、ストリップラインフィルタであるときには、例えば多層回路基板に内蔵することが容易となり、第３フィルタを構成する部品を小さくすることができるので、アンテナ共用回路を用いた無線通信機器の小型化が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下に、本発明のアンテナ共用回路について添付図面を参照しつつ詳細に説明する。
【００１４】
図１は本発明のアンテナ共用回路の実施の形態の一例を示す回路図であり、図２は図１に示すアンテナ共用回路の具体的な回路構成の例を詳細に示す回路図である。これらの図に示す本発明のアンテナ共用回路10は、アンテナに接続される共通端子４と、グランドに接続されるグランド端子３と、第１周波数帯域で動作する第１通信回路に接続される第１通信端子１と、第１周波数帯域よりも高い第２周波数帯域で動作する第２通信回路に接続される第２通信端子２と、共通端子４と第１通信端子１との間に配置された、第１周波数帯域を通過域とする第１フィルタ11と、共通端子４と第２通信端子２との間に配置された、第２周波数帯域を通過域とする第２フィルタ12と、共通端子４とグランド端子３との間に接続された、第１周波数帯域と第２周波数帯域との間の第３周波数帯域を通過域とする第３フィルタ13とを備えた回路構成となっている。このような回路構成の本発明のアンテナ共用回路10は、異なる２つの周波数帯域（第１周波数帯域および第２周波数帯域）の信号をそれぞれの通信回路（第１通信回路および第２通信回路）に分配するように機能するので、携帯電話，携帯型情報端末もしくは無線ＬＡＮ等の異なる２つの周波数帯域を使用して通信する無線通信機器に広く用いことができる。
【００１５】
本発明のアンテナ共用回路においては、例えば、第１通信回路としてＣＤＭＡシステムの通信回路を採用し、第２通信回路としてＰＣＳシステムの通信回路を採用する。このとき、ＣＤＭＡシステムの第１通信回路が動作する第１周波数帯域は900ＭＨｚ帯であり、ＰＣＳシステムの第２通信回路が動作する第２周波数帯域は1900ＭＨｚ帯である。
【００１６】
第１フィルタ11は、例えば図２に示すように、共通端子４と第１通信端子１との間に直列に接続された２つのインダクタＬ１，Ｌ２と、インダクタＬ２に対して並列に接続されたコンデンサＣ１と、一方がインダクタＬ１とインダクタＬ２との間に接続されるとともに他方がグランド電位に接続されたコンデンサＣ２と、一方がインダクタＬ２と第１通信端子との間に接続されるとともに他方がグランド電位に接続されたコンデンサＣ３とから構成される。このような構成の第１フィルタ11は、直列に接続されたインダクタＬ１，Ｌ２と、グランド電位に接続されたコンデンサＣ２，Ｃ３とによって、第１通信回路（ＣＤＭＡシステム）が動作する第１周波数帯域（900ＭＨｚ帯）ではインピーダンスが低く、第１周波数帯域（900ＭＨｚ帯）よりも周波数が高い周波数帯域ではインピーダンスが高くなるように設計される。また、互いに並列に接続されたインダクタＬ２とコンデンサＣ１とは、第２通信回路（ＰＣＳシステム）が動作する第２周波数帯域（1900ＭＨｚ帯）付近で並列共振によってインピーダンスが極大となるように設計される。従って、第１フィルタ11は、第１通信回路（ＣＤＭＡシステム）が動作する第１周波数帯域（900ＭＨｚ帯）を通過域としており、第２通信回路（ＰＣＳシステム）が動作する第２周波数帯域（1900ＭＨｚ帯）の付近では信号は減衰される。
【００１７】
第２フィルタ12は、例えば図２に示すように、共通端子４と第２通信端子２との間に直列に接続された２つのコンデンサＣ４，Ｃ５と、一方がコンデンサＣ４とコンデンサＣ５との間に接続されるとともに他方がグランド電位に接続されたインダクタＬ３とから構成される。このような構成の第２フィルタ12は、直列に接続されたコンデンサＣ４，Ｃ５と、グランド電位に接続されたインダクタＬ３とによって、ＰＣＳシステムが動作する第２周波数帯域（1900ＭＨｚ帯）ではインピーダンスが低く、第２周波数帯域（1900ＭＨｚ帯）よりも周波数が低い周波数帯域ではインピーダンスが高くなるように設計される。また、共通端子４からグランド電位までの間に直列に接続されたコンデンサＣ４とインダクタＬ３とは、第１通信回路（ＣＤＭＡシステム）が動作する第１周波数帯域（900ＭＨｚ帯）付近で直列共振するように設計される。即ち、第１通信回路（ＣＤＭＡシステム）が動作する第１周波数帯域（900ＭＨｚ帯）付近の信号は、共通端子４から第２通信端子２までの間に、多くがグランド電位に流れ込むようになる。従って、第２フィルタ12は、第２通信回路（ＰＣＳシステム）が動作する第２周波数帯域（1900ＭＨｚ帯）を通過域として、第１通信回路（ＣＤＭＡシステム）が動作する第１周波数帯域（900ＭＨｚ帯）の信号は減衰される。
【００１８】
以上のように構成されたアンテナ共用回路10によれば、共通端子４に入力した第１通信回路（ＣＤＭＡシステム）が動作する第１周波数帯域（900ＭＨｚ帯）の信号は、共通端子４から第１通信端子１までの経路においては第１フィルタ11を通過するので第１通信端子１から出力されて第１通信回路（ＣＤＭＡシステム）に到達することができるが、共通端子４から第２通信端子２までの経路においては、第２フィルタ12によって減衰されるので第２通信端子２からは出力されず第２通信回路（ＰＣＳシステム）へはほとんど到達しない。他方、共通端子４に入力した第２通信回路（ＰＣＳシステム）が動作する第２周波数帯域（1900ＭＨｚ帯）の信号は、共通端子４から第２通信端子２までの経路においては第２フィルタ12を通過するので第２通信端子２から出力されて第２通信回路（ＰＣＳシステム）に到達することができるが、共通端子４から第１通信端子１までの経路においては、第１フィルタ11によって減衰されるので第１通信端子１からは出力されず第１通信回路（ＣＤＭＡシステム）へはほとんど到達しない。
【００１９】
そして本発明のアンテナ共用回路10は、共通端子４とグランド端子３との間に配置された、第１通信回路（ＣＤＭＡシステム）が動作する第１周波数帯域（900ＭＨｚ帯）と第２通信回路（ＰＣＳシステム）が動作する第２周波数帯域（1900ＭＨｚ帯）との間の第３周波数帯域を通過域とする第３フィルタ13を備えていることが重要である。本発明のアンテナ共用回路10において、この例では、第３フィルタ13はＧＰＳシステムが動作する1575ＭＨｚ帯が通過域となるように設計された回路の構成となっている。例えば、図２に示すように、共通端子４とグランド端子３との間に直列に接続されたコンデンサＣ６とインダクタＬ４とによって、ＧＰＳシステムが動作する1575ＭＨｚ帯でインピーダンスが低くなるように設計される。これによって、共通端子４からグランド端子３へと第３周波数帯域であるＧＰＳシステムが動作する1575ＭＨｚ帯の信号が流れていくようになり、第１周波数帯域であるＣＤＭＡシステムが動作する900ＭＨｚ帯および第２周波数帯域であるＰＣＳシステムが動作する1900ＭＨｚ帯のそれぞれの減衰域に相当する第３周波数帯域の信号を通過させてより減衰させることができるものとなる。
【００２０】
このことから、第１周波数帯域（900ＭＨｚ帯）と第２周波数帯域（1900ＭＨｚ帯）との間の第３周波数帯域（1575ＭＨｚ帯）の信号は、共通端子４を通過するときには大部分がグランド端子３へと流れていくようになるので、共通端子４から第１通信端子１までの経路、および共通端子４から第２通信端子２までの経路のそれぞれにおいて、第３周波数帯域（1575ＭＨｚ帯）は共通して大きく減衰される周波数帯域となる。
【００２１】
従って、共通端子４から第１通信端子１までの経路においては、第１フィルタ11の減衰域および第３フィルタ13の通過域で第２周波数帯域（1900ＭＨｚ帯）の減衰域を形成することが可能となり、他方、共通端子４から第２通信端子２までの経路においては、第２フィルタ12の減衰域および第３フィルタ13の通過域で第１周波数帯域（900ＭＨｚ帯）の減衰域を形成することが可能となる。すなわち、第１フィルタ11および第２フィルタ12は、それぞれ共通の第３フィルタ13との組合せで減衰域を形成することが可能であることから、第１フィルタ11および第２フィルタ12の回路の構成をそれぞれ簡略化させることができるので、アンテナ共用回路10全体の規模を小さくすることが可能となる。
【００２２】
具体的に、第１通信回路としてＣＤＭＡシステムの通信回路を採用し、第２通信回路としてＰＣＳシステムの通信回路を採用し、ＧＰＳの通信回路で動作する周波数帯域を第３周波数帯域とした本発明のアンテナ共用回路10についての通過減衰量の特性を調べた結果を、図３および図４を用いて説明する。
【００２３】
図３はアンテナ共用回路10の通過減衰量特性を示す線図であり、図４は第３フィルタ13の通過減衰量特性を示す線図である。図３および図４において、横軸は周波数（単位：ＭＨｚ）を示し、縦軸は通過減衰量（単位：ｄＢ）を示す。図３において実線で示す特性曲線ＳＰ１は、共通端子４とグランド端子３との間に第３フィルタ13を配置していない状態における共通端子４から第１通信端子１までの経路の通過減衰量を示し、図３において実線で示す特性曲線ＳＰ２は、共通端子４とグランド端子３との間に第３フィルタ13を配置していない状態における共通端子４から第２通信端子２までの経路の通過減衰量を示する。また、図４において実線で示す特性曲線ＳＰ３は、第１フィルタ11が配置されていない状態における共通端子４から第１通信端子１までの通過減衰量を示している。なお、第２フィルタ12が配置されていない状態における共通端子４から第２通信端子２までの通過減衰量については、特性曲線ＳＰ３と同じ結果となることから図４には示していない。
【００２４】
図３に示す特性曲線ＳＰ１およびＳＰ２の結果から分かるように、共通端子４とグランド端子３との間に第３フィルタ13を配置していない状態のアンテナ共用回路は、共通端子４から第２通信端子２までの経路に求められる減衰規格Ｂｃｄを満足しているものの、共通端子４から第１通信端子１までの経路に求められる減衰規格Ｂｐｃを満足する特性が得られていない。なお、共通端子４から第１通信端子１までの経路に求められる通過規格Ａｐｃは満足され、共通端子４から第２通信端子２までの経路に求められる通過規格Ａｃｄは満足されている。また、図４に示す結果から分かるように、第１フィルタ11および第２フィルタ12が配置されていない状態のアンテナ共用回路は、共通端子４から第１通信端子１までの経路、および共通端子４から第２通信端子２までの経路において求められる減衰規格Ｂｇｐを満足する特性が得られていない。
【００２５】
これに対し、図３において破線で示す特性曲線ＳＰ１ｘは、共通端子４とグランド端子３との間に第３フィルタ13を配置した状態における共通端子４から第１通信端子１までの経路の通過減衰量を示し、図３において破線で示す特性曲線ＳＰ２ｘは、共通端子４とグランド端子３との間に第３フィルタ13を配置した状態における共通端子４から第２通信端子２までの経路の通過減衰量を示す。図３に示す特性曲線ＳＰ１ｘおよび特性曲線ＳＰ２ｘの結果から分かるように、本発明のアンテナ共用回路10によれば、共通端子４から第１通信端子１までの経路、および共通端子４から第２通信端子２までの経路のそれぞれにおいて、通過規格Ａｃｄ，Ａｐｃ、および減衰規格Ｂｃｄ，Ｂｐｃ，Ｂｇｐをいずれも満足する特性が得られることが確認できた。
【００２６】
また第３フィルタ13は、この例では簡単なＬＣ直列共振回路で構成しており、ことから、簡単な構成で第３周波数帯域（1575ＭＨｚ帯）の通過域を形成することができるので、これによっても回路の規模を小さくすることができる。
【００２７】
このような本発明のアンテナ共用回路10の構成を採用して、多層回路基板にチップ電子部品としての各コンデンサＣ１，Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４，Ｃ５，Ｃ６および各インダクタＬ１，Ｌ２，Ｌ３，Ｌ４を搭載したアンテナ共用器とすることができる。また、このアンテナ共用器は、コンデンサＣ６とインダクタＬ４とから成る第３フィルタ13を、チップ電子部品の代わりにストリップラインフィルタで構成することも可能であり、この場合には、例えば第３フィルタ13を多層回路基板に内蔵することが可能となり、第３フィルタ13を構成する部品を小さくすることができるので、アンテナ共用回路10の構成を採用したアンテナ共用器を小型化することが容易となり、このアンテナ共用器を用いた無線通信機器の小型化が可能となる。
【００２８】
なお、本発明は上述した実施の形態の例に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更，改良等が可能である。
【００２９】
例えば、上述した実施の形態の例においては、第１通信回路としてＣＤＭＡシステムの通信回路を採用しているが、ＧＳＭシステムの通信回路を採用してもよい。ＧＳＭシステムが動作する周波数帯域も900ＭＨｚ帯なので、ＰＣＳシステムの第２通信回路と組み合わせた本発明のアンテナ共用回路10への採用は可能である。
【００３０】
また、上述した実施の形態の例においては、第２通信回路としてＰＣＳシステムの通信回路を採用しているが、ＤＣＳシステムの通信回路を採用しても良い。ＤＣＳシステムが動作する周波数帯域は1800ＭＨｚなので、ＣＤＭＡシステムまたはＧＳＭシステムの第１通信回路と組み合わせた本発明のアンテナ共用回路10への採用は可能である。
【００３１】
また、本発明のアンテナ共用回路10が採用される無線通信機器は、アンテナを複数個用いるような無線通信機器であって、共通端子４には接続されない他のアンテナに入力して動作するＧＰＳシステムの通信回路を併せて用いたものに使用することもできる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明のアンテナ共用回路の実施の形態の一例を示す回路図である。
【図２】図１に示すアンテナ共用回路の具体的な回路構成の例を詳細に示す回路図である。
【図３】アンテナ共用回路の通過減衰量特性を示す線図である。
【図４】第３フィルタの通過減衰量特性を示す線図である。
【符号の説明】
【００３３】
１・・・第１通信端子
２・・・第２通信端子
３・・・グランド端子
４・・・共通端子
10・・・アンテナ共用回路
11・・・第１フィルタ
12・・・第２フィルタ
13・・・第３フィルタ
Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４，Ｃ５，Ｃ６・・・コンデンサ
Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３，Ｌ４・・・インダクタ
【図１】
2007266837.tif 000003
【図２】
2007266837.tif 000004
【図３】
2007266837.tif 000005
【図４】
2007266837.tif 000006