(57)【要約】【課題】帯域毎に特性の異なる２つのアンテナから受信する信号を、１本の給電線にてスイッチ動作可能で、低コスト化、省スペース化が可能なアンテナスイッチシステム（回路モジュール装置）を、提供する。【解決手段】この発明は、アンテナ４（または５）およびスイッチ回路６を含むアンテナ装置１と、スイッチ回路６に接続された１本の給電線３と、給電線３に接続された受信装置２とを備え、アンテナ装置１のスイッチ回路６は、受信装置２に含まれる制御信号送出部から供給される制御信号により、切り替えられることを特徴としたアンテナスイッチシステムである。【選択図】図１
2007013715.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の帯域に受信特性を有する第１のアンテナと、
第1の帯域と一部が重なる第２の帯域に受信特性を有する第２のアンテナと、
一方のアンテナに接続された信号処理装置と、
残りの一方のアンテナに接続された一方向性素子と、
前記第１または第２のアンテナからにより受信された受信信号を受け取るとともに前記信号処理装置の制御入力端にスイッチング信号を供給する受信回路と、
前記第１および第２のアンテナのそれぞれと前記受信回路とを接続する給電線と、
前記一方向性素子にバイアスを与えるバイアス抵抗と、
を有することを特徴とするアンテナスイッチシステム。
【請求項２】
第１の帯域に受信特性を有するアンテナと、
前記アンテナに、第１の帯域のうちの所定の帯域である第２の帯域の周波数を受信可能とする特性を与える第１の整合回路と、
前記アンテナに、第１の帯域のうちの、第２の帯域とは少なくとも一部がかさならない第３の帯域の周波数を受信可能とする特性を与える第２の整合回路と、
一方のアンテナに接続された信号処理装置と、
残りの一方のアンテナに接続された一方向性素子と、
前記第１または第２のアンテナからにより受信された受信信号を受け取るとともに前記信号処理装置の制御入力端にスイッチング信号を供給する受信回路と、
前記第１および第２のアンテナのそれぞれと前記受信回路とを接続する給電線と、
前記一方向性素子にバイアスを与えるバイアス抵抗と、
を有することを特徴とするアンテナスイッチシステム。
【請求項３】
所定の帯域の受信特性を有するアンテナと、
このアンテナにより受信した受信信号を増幅する増幅器と、
前記アンテナにより送信信号を送信する際に前記増幅器の作用を遮断するとともに、前記アンテナで受信した受信信号を受け取る受信時に、前記増幅器に電源を供給可能な受信回路と、
を有することを特徴とするアンテナスイッチシステム。
【請求項４】
第１の帯域に受信特性を有する第１のアンテナと、
第1の帯域と一部が重なる第２の帯域に受信特性を有する第２のアンテナと、
前記第１のアンテナおよび第２のアンテナにより受信された受信信号から所定周波数の信号を取り出す受信回路と、
前記第１のアンテナおよび第２のアンテナにより受信された受信信号の一方を選択するスイッチ回路と、
前記受信回路と前記スイッチ回路とを、信号の受け渡しを可能に接続する給電線と、
前記受信回路側に設けられ、前記受信回路が取り出すべき所定周波数の信号に影響を与える成分を低減する第１の信号処理回路と、
前記給電線を介して前記受信回路側から分離されて前記スイッチ回路側に設けられ、前記受信回路が取り出すべき所定周波数の信号に影響を与える成分を、前記第１の信号処理回路と協働して低減する第２の信号処理回路と、
を有することを特徴とするアンテナスイッチシステム。
【請求項５】
第１の帯域の受信特性を有するアンテナと、
前記アンテナに、第１の帯域のうちの所定の帯域である第２の帯域の周波数を受信可能とする特性を与える第１の整合回路と、
前記アンテナに、第１の帯域のうちの、第２の帯域とは少なくとも一部がかさならない第３の帯域の周波数を受信可能とする特性を与える第２の整合回路と、
前記第１の整合回路を介して取り出された受信信号を増幅する第１の増幅器と、
前記第２の整合回路を介して取り出された受信信号を増幅する第２の増幅器と、
前記アンテナにより送信信号を送信する際に前記第１および第２の増幅器の作用を遮断するとともに、前記第１または第２の整合回路により取り出された受信信号を増幅可能に対応する前記増幅器に電源を供給可能な受信回路と、
を有することを特徴とするアンテナスイッチシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、携帯端末、携帯電話、パーソナルコンピュータ、ＰＣカードおよび高周波モジュール等に内蔵されるテレビ放送受信用アンテナスイッチシステム（回路モジュール装置）に関する。
【背景技術】
【０００２】
携帯端末や携帯電話、あるいはパーソナルコンピュータ等に用いられるＰＣカード等において、テレビ放送を受信可能とするものが広く普及している。
【０００３】
反面、テレビ放送で利用される周波数帯は、その特性から帯域が広く、１つのアンテナで総ての帯域をカバーすることは困難である。
【０００４】
また、テレビ放送で利用される周波数帯と近接した周波数帯の電波を用いる携帯端末においては、携帯端末側で用いる電波がテレビチューナに対して妨害となる虞がある。
【０００５】
なお、特許文献１には、複数のアンテナを備える通信装置において、いずれかのアンテナを選択したときに他のアンテナによる干渉を防止することが示されている。
【特許文献１】特開平７−２９７７４９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１には、各アンテナに、定在波の電圧分布が最大になる位置を接地可能としたスイッチを設け、選択されないアンテナのインピーダンスを崩すことが示されている。
【０００７】
しかしながら、文献１では、アンテナを切り替えるスイッチに加えて接地用のスイッチが必要であり、コストがかかる問題がある。
【０００８】
この発明の目的は、帯域毎に特性の異なる２つのアンテナから受信する信号を、１本の給電線にてスイッチ動作可能で、低コスト化、省スペース化が可能なアンテナスイッチシステム（回路モジュール装置）を、提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
この発明は、第１の帯域に受信特性を有する第１のアンテナと、第1の帯域と一部が重なる第２の帯域に受信特性を有する第２のアンテナと、一方のアンテナに接続された信号処理装置と、残りの一方のアンテナに接続された一方向性素子と、前記第１または第２のアンテナからにより受信された受信信号を受け取るとともに前記信号処理装置の制御入力端にスイッチング信号を供給する受信回路と、前記第１および第２のアンテナのそれぞれと前記受信回路とを接続する給電線と、前記一方向性素子にバイアスを与えるバイアス抵抗と、を有することを特徴とするアンテナスイッチシステムを提供するものである。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、１本給電線での２つのアンテナおよび２つの整合回路および送受信をスイッチ動作させることが可能となり、低コスト化、省スペース化を図ることができる。また、妨害信号を除去する２チップのフィルタおよびトラップをアンテナ装置と受信装置各々に、１チップずつ実装することにより、効率よく妨害信号を除去することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、図面を参照して、この発明の実施の形態について詳細に説明する。
【００１２】
本発明のアンテナスイッチシステム（回路モジュール装置）は、図１に示すように、アンテナ装置１と受信装置２と、例えば同軸ケーブルであり、アンテナ装置１と受信装置２とを接続する給電線３を含む。
【００１３】
アンテナ装置１は、第１および第２のアンテナ４，５とそのアンテナを切り替えるスイッチ回路６からなる。なお、アンテナ４，５は、受信しようとする帯域が、例えばＵＨＦ帯（４７０〜７７０ＭＨｚ）である場合、１つのアンテナだけで所望の特性を得ることは困難であり、特に携帯電話等の小型モバイル機器に内蔵するとなると小型化が要求されるため、小型のアンテナで全帯域をカバーするには、２つのアンテナをスイッチ回路により切り替えることが有益である。
【００１４】
アンテナ４の給電端子７は、ＤＣカット用コンデンサ９により、例えばＦＥＴ等で構成されるＳＰＤＴ（Single Pole Double Throw）ＩＣ１２の入力端子１２（in）と接続されている。
【００１５】
アンテナ５の給電端子８は、ＤＣカット用コンデンサ１０を介して、スイッチングダイオード１１のカソード側および抵抗２２と接続されている。抵抗２２の他の一端は、接地されている。
【００１６】
スイッチングダイオード１１のアノード側は、ＳＰＤＴ  ＩＣ１２の出力端子１３と、ＤＣカット用コンデンサ１６を介して接続されている。また、同アノード側は、抵抗１７を介して、ＳＰＤＴ  ＩＣ１２の制御端子１４と接続されている。なお、ＳＰＤＴ  ＩＣのもう一方の制御端子１５は、接地されている。
【００１７】
受信装置２は、受信回路２３を有し、その入力端１８は、ＤＣカット用コンデンサ１９を介して、スイッチングダイオード１１のアノード側とＳＰＤＴ  ＩＣ１２の出力端子１３とに接続されたＤＣカット用コンデンサ１６および抵抗１７との間で、給電線３と接続されている。
【００１８】
受信回路２３は、スイッチ回路６を切り替えるための制御信号が送出可能な制御出力端子（出力端）２１を含み、出力端２１から出力される制御信号によりＳＰＤＴ  ＩＣ１２とスイッチングダイオード１１のスイッチ制御（両者の切り替え）を行うことができる。
【００１９】
ＳＰＤＴ  ＩＣ１２において、２つの制御端子１４，１５は、それぞれが「Low level」のときに入出力（１２（in）−１３）間が導通し、制御端子１４が「High level」、かつ制御端子１５が「Low level」ときに、同入出力間が、非導通になる。
【００２０】
次に、本発明の実施例の動作について、図１および図２を参照しながら詳細に説明する。なお、図２の特性２４は、アンテナ４の給電端子７からみたリターンロス特性、特性２５は、アンテナ５の給電端子８からみたリターンロス特性である。また、特性２４は、受信可能な総ての帯域のうちの第１の帯域の周波数であり、特性２５は、第１の帯域とは少なくとも一部がかさならない第２の帯域の周波数であることは、言うまでもない。
【００２１】
まず、受信周波数が特性２４の帯域のときの動作を説明する。
【００２２】
受信回路２３は、外部から選局信号を受け取り、特性２４の帯域を受信する装置として動作する。このとき、制御出力端２１から「Low level（例えば０Ｖ）」の制御信号が出力される。これにより、給電線３を介してＳＰＤＴ  ＩＣ１２の制御端子１４が「Low level」となり、スイッチＯＮ状態となる。従って、ＳＰＤＴ  ＩＣ１２の入出力（１２（in）−１３）間が導通する。
【００２３】
この場合、スイッチングダイオード１１にも、「Low level」の制御信号がかかるが、スイッチングダイオード１１には電流が流れないため、ＯＦＦ状態となり、開放される。つまり、受信周波数が特性２４の帯域のときは、ＳＰＤＴ  ＩＣ１２がＯＮでスイッチングダイオード１１がＯＦＦとなり、アンテナ４に入力された受信信号がアンテナ５に漏れることなく、受信装置２に送られる。
【００２４】
次に、受信周波数が特性２５の帯域のときの動作を説明する。
【００２５】
受信回路２３は、外部から選局信号を受け取り、特性２５の帯域を受信する装置として動作する。このとき、制御出力端子２１から「High level（例えば２．５Ｖ）」の制御信号が出力され、給電線３を介してＳＰＤＴ  ＩＣ１２の制御端子１４が「High level」となり、スイッチＯＦＦ状態となる。従って、ＳＰＤＴ  ＩＣ１２の入出力間が（１２（in）−１３）が、非導通となる。
【００２６】
この場合、スイッチングダイオード１１のアノード側にも「High level」の制御信号がかかるが、カソード側は、抵抗（高抵抗）２２を介して接地されているため、スイッチングダイオード１１には順方向にバイアスがかかり、電流が流れるためＯＮとなり、導通状態となる。なお、抵抗２２の抵抗値は、例えばスイッチングダイオード１１に流れる電流が１ｍＡである場合１ｋΩである。つまり、受信周波数が特性２５の帯域のときは、ＳＰＤＴ  ＩＣ１２がＯＦＦで、スイッチングダイオード１１がＯＮとなり、アンテナ５に入力された受信信号がアンテナ４に漏れることなく受信装置２に送られる。
【００２７】
なお、給電線３と制御出力端子２１の接続点１８と受信回路２３の間には、ＤＣカット用のコンデンサ１９が挿入されており、また、接続点１８と制御出力端子２１の間には、インダクタ２０が挿入されており、受信信号が制御出力端子２１へ漏れることが防止されている。
【００２８】
ところで、スイッチングダイオード１１は、ＳＰＤＴ  ＩＣ１２に比べて、ＯＦＦ時のアイソレーションが不足しているが、代わりに、例えばＰＩＮダイオードを使用することもできる。ＰＩＮダイオードを用いる場合は、ＯＮ時の減衰量が増加して入力感度特性が悪化するものの、ＯＦＦ時のアイソレーションも増加するのでアンテナ５への漏れをより低減できる。
【００２９】
また、ＳＰＤＴ  ＩＣ１２は、上記機能と同等の機能が得られるならば、ＳＰＳＴ（Single Pole single Throw）  ＩＣやＦＥＴで構成された回路を代わりに使用しても問題はない。
【００３０】
次に、本発明のアンテナスイッチシステムの別の実施形態を、図３を用いて説明する。なお、図３において、図１と共通するものに対しては同一の番号を付加して、その説明を簡略化する。
【００３１】
図３に示すアンテナ装置１は、１つのアンテナ４と、第１および第２の整合回路２６，２７とスイッチ回路６からなる。
【００３２】
受信しようとする帯域が、例えばＵＨＦ帯（４７０〜７７０ＭＨｚ）である場合、１つのアンテナだけで所望の特性を得ることは困難であることは、図１において説明したが、特に、携帯電話等の小型モバイル機器に内蔵するとなると、小型化の要求が大きい。このため、１つの小型アンテナで全帯域をカバーするには、第１および第２の整合回路２６，２７をスイッチで切り替える方法も有益である。なお、それぞれの整合回路２６，２７は、例えばインダクタとコンデンサで構成される。また、整合回路２６，２７は、アンテナ４に、図２に示した所定の帯域のうちの第１の特性２４の周波数を受信可能とする特性、または第２の特性２５の周波数を受信可能とする特性を、それぞれ与えることは言うまでもない。
【００３３】
この場合、図１に示した実施形態で説明したスイッチ回路６を使用することで、給電線３のみで、２つの整合回路を切り替えることが可能である。もちろん、整合回路は、どちらか片方のアンテナにのみ設けられた場合であっても問題はない。
【００３４】
次に、本発明のアンテナスイッチシステムのさらに別の実施形態を、図４を用いて説明する。なお、図４において、図１と共通するものに対しては同一の番号を付加して、その説明を簡略化する。
【００３５】
図４に示すアンテナ装置１は、１つのアンテナ４と、ローノイズアンプ２８とスイッチ回路６からなる。
【００３６】
アンテナ４は、送受信兼用であり、受信時は感度を稼ぐため、ローノイズアンプ２８が必要であるが、送信時は、ローノイズアンプ２８を通すことで送信レベルが減少する問題がある。
【００３７】
そこで、図４に示すように、送信側（ＴＸ）としてアンテナ４と給電端子７を接続し、受信側（ＲＸ）としてアンテナ４と給電端子８をローノイズアンプ２８を介して接続し、図１で説明したスイッチ回路６を用いることにより、１本の給電線３のみで、送信時は、給電線３と給電端子７をＯＮ（給電線３と給電端子８をＯＦＦ）に、受信時は、給電線３と給電端子８をＯＮ（給電線３と給電端子７をＯＦＦ）に切り替えることが可能である。
【００３８】
なお、ローノイズアンプ２８は電源供給が必要であるが、給電線３とローノイズアンプ２８の電源端子を接続することにより、受信時には、制御出力端子（２１）から「High level（例えば２．５Ｖ）」の制御信号が出力される。すなわち、ローノイズアンプ２８はＯＮ（動作可能）となる。これに対し、送信時には、「Low level（例えば０Ｖ）」の制御信号が出力されるので、ローノイズアンプ２８はＯＦＦとなる。従って、送信時には余計な電力が消費されることを抑えることができる（消費電力が抑えられる）。また、この方法により、送信時は、ローノイズアンプ２８の影響（送信レベルの減少）を防ぐことができる。
【００３９】
図５は、本発明のアンテナスイッチシステムのまたさらに別の実施形態を示す。なお、図５において、図１と共通するものに対しては同一の番号を付加して、その説明を簡略化する。
【００４０】
図４に示すアンテナ装置１は、１つのアンテナ４と、第１および第２の整合回路２６，２７、それぞれの整合回路に接続されたローノイズアンプ３１，３２と、スイッチ回路６からなる。なお、受信しようとする帯域が、例えばＵＨＦ帯（４７０〜７７０ＭＨｚ）である場合、１つのアンテナだけで所望の特性を得ることは困難であることは、図１において説明したが、特に、携帯電話等の小型モバイル機器に内蔵するとなると、小型化の要求が大きい。このため、１つの小型アンテナで全帯域をカバーするには、第１および第２の整合回路２６，２７をスイッチで切り替える方法が有益である。
【００４１】
なお、アンテナ４は、送受信兼用であり、受信時は感度を稼ぐため、ローノイズアンプ３１，３２が必要であるが、送信時は、ローノイズアンプ３１，３２により送信レベルが減少することから、送信側（ＴＸ）としてアンテナ４とスイッチ回路６とを、信号線３３で接続する。
【００４２】
これに対し、受信側（ＲＸ）としては、アンテナ４と給電端子７を、第１の整合回路２６および第１のローノイズアンプ３１を介して接続し、アンテナ５と給電端子８を、第２の整合回路２７および第２のローノイズアンプ３２を介して接続する。
【００４３】
これにより、図１で説明したスイッチ回路６を用いることにより、１本の給電線３のみで、送信時は、ローノイズアンプ３１，３２の影響を除去でき、受信時は、給電線３と給電端子７をＯＮ（給電線３と給電端子８をＯＦＦ）に、受信時は、給電線３と給電端子８をＯＮ（給電線３と給電端子７をＯＦＦ）に切り替えることが可能である。
【００４４】
なお、ローノイズアンプ３１，３２は電源供給が必要であるが、給電線３とローノイズアンプ３１，３２との間に、電源供給切替スイッチ３４を介して（選択的に）電源端子を接続することにより、受信時には、制御出力端子（２１）から「High level（例えば２．５Ｖ）」の制御信号が出力される。すなわち、ローノイズアンプ３１，３２は、選択されたアンテナ４，５のそれぞれに対応して、選択的にＯＮ（動作可能）となる。なお、スイッチ３４の切り替えは、外部から受信回路２３に供給される選局信号に同期させればよいことはいうまでもない。
【００４５】
以上説明した実施形態においては、携帯電話等の小型モバイル機器に、上記回路が内蔵される場合に、１本の給電線のみを使用して、２つのアンテナと２つの整合回路、および送受信のスイッチ制御が可能である。これにより、レイアウトが楽になり、省スペース化および低コスト化が可能である。
【００４６】
次に、本発明のアンテナスイッチシステムのさらにまた別の実施形態を、図６を用いて説明する。なお、図６において、図１と共通するものに対しては同一の番号を付加して、その説明を簡略化する。
【００４７】
携帯電話にＴＶチューナが内蔵されている場合、携帯電話側は、通話中以外でも、基地局と頻繁に通信しているため、通信信号は、通信ごとにＴＶチューナにとって妨害信号となる。
【００４８】
例えば、８００ＭＨｚ帯と呼ばれる周波数帯域を利用する携帯電話では、ＴＶ放送波のうちの最も高い周波数のＲＦ信号（７７０ＭＨｚ）に対して周波数が非常に近く、妨害を受け易いため、ＴＶ画像の品質を落とす要因となる。
【００４９】
このことから、アンテナ装置１および受信装置２の受信信号のライン上に、妨害信号を除去する信号処理回路、例えばフィルタ（ローパスフィルタ，ハイパスフィルタ，バンドパスフィルタ）もしくは、妨害信号周波数を共振点とするトラップ２９および３０が必要となる。
【００５０】
しかしながら、携帯電話の送信電波レベルは、最大で＋２４ｄＢｍと非常に強く、ＴＶチューナのアンテナと携帯電話のアンテナのアイソレーションおよびＴＶチューナの性能等を考慮すると、約６０ｄＢの減衰量を持つフィルタもしくはトラップが必要とされる。
【００５１】
しかし、それだけの減衰量を実現するには、回路規模が大きくなり、また携帯電話内蔵チューナに実装しようとすると、１チップでは困難で最低でも２チップ必要となる。
【００５２】
そのとき、２チップともアンテナ装置１あるいは受信装置２に実装すると、入出力間の距離が近いため、２チップで理論上、１チップの２倍の減衰量となるはずが、約１．７倍に低下する。
【００５３】
これに対し、アンテナ装置１と受信装置２に、フィルタもしくはトラップ２９，３０を各々１チップずつ設けることで、約２倍の減衰量を得ることが可能となる。
【００５４】
すなわち、フィルタもしくはトラップ２９，３０を、各々１チップずつ、給電線３を介在させてスイッチ回路６側と受信回路２３側とに配置することで、それぞれのフィルタもしくはトラップを協働させることができる。
【００５５】
フィルタまたはトラップ２９，３０は、チップ形状に限らず、ＬＣＲ等の複数のチップ素子の集合体であっても同様の効果が得られる。
【００５６】
なお、上述した本発明は、携帯端末、携帯電話、パーソナルコンピュータ、ＰＣカードおよび高周波モジュール等に限らず、携帯可能でＴＶチューナ（テレビ受信機能）が付加されたさまざまな機器であれば、実施可能であることはいうまでもない。
【００５７】
また、この発明は、前記各実施の形態に限定されるものではなく、その実施の段階ではその要旨を逸脱しない範囲で種々な変形もしくは変更が可能である。また、各実施の形態は、可能な限り適宜組み合わせて、もしくは一部を削除して実施されてもよく、その場合は、組み合わせもしくは削除に起因したさまざまな効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】この発明の実施形態であるアンテナスイッチシステムの一例を説明する概略図。
【図２】図１のアンテナスイッチシステムの受信特性を示す概略図。
【図３】図１のアンテナスイッチシステムの別の実施形態を説明する概略図。
【図４】図１のアンテナスイッチシステムのさらに別の実施形態を説明する概略図。
【図５】図１のアンテナスイッチシステムのまたさらに別の実施形態を説明する概略図。
【図６】図１のアンテナスイッチシステムのさらにまた別の実施形態を説明する概略図。
【符号の説明】
【００５９】
１…アンテナ装置、２…受信装置、３…給電線、４，５…アンテナ、６…スイッチ回路、１１…スイッチングダイオード、１２…ＳＰＤＴ  ＩＣ、１２（in）…（ＳＰＤＴ  ＩＣの）入力端、１３…（ＳＰＤＴ  ＩＣの）出力端、１４，１５…（ＳＰＤＴ  ＩＣの）制御端子、２１…（受信回路２３の）制御出力端子、２２…（スイッチングダイオード１１の）バイアス抵抗、２３…受信回路、２６，２７…整合回路、２８，３１，３２…ローノイズアンプ、２９，３０…フィルタまたはトラップ、３３…信号線、３４…電源供給切替スイッチ。
【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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