(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の周波数帯と前記第１の周波数帯よりも高周波側の第２の周波数帯とを異なるタイミングで使用して信号の送受信を行なう携帯無線通信機であって、
前記信号の送受信を行なうためのアンテナ、
前記アンテナと結合された可変リアクタンス素子、および
前記可変リアクタンス素子のリアクタンスを制御して、前記第１の周波数帯を使用する場合は前記アンテナの共振周波数を前記第１の周波数帯にし、前記第２の周波数帯を使用する場合は前記アンテナの共振周波数を前記第２の周波数帯の略複数分の１の周波数帯のうちの前記第１の周波数帯に最も近い第３の周波数帯に調整して前記アンテナを前記第２の周波数帯で複数倍共振させる制御回路を備える、携帯無線通信機。
【請求項２】
前記第１の周波数帯は８００ＭＨｚ帯であり、
前記第２の周波数帯は１５００ＭＨｚ帯であり、
前記第３の周波数帯は７００ＭＨｚ帯であり、
前記制御回路は、前記８００ＭＨｚ帯を使用する場合は前記アンテナの共振周波数を８００ＭＨｚにし、前記１５００ＭＨｚ帯を使用する場合は前記アンテナの共振周波数を前記１５００ＭＨｚ帯の略２分の１の７００ＭＨｚ帯に調整して前記アンテナを１５００Ｈｚ帯で倍共振させる、請求項１に記載の携帯無線通信機。
【請求項３】
前記可変リアクタンス素子はバリキャップダイオードである、請求項１または請求項２に記載の携帯無線通信機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は携帯無線通信機に関し、特に、２つの周波数帯を異なるタイミングで使用して信号の送受信を行なう携帯無線通信機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、８００ＭＨｚ帯を使用して信号の送受信を行なう携帯電話機と、１５００ＭＨｚ帯を使用して信号の送受信を行なう携帯電話機とがあるが、たとえばこれらの２種類の携帯電話機を１つにまとめた携帯電話機を考えた場合、８００ＭＨｚ帯と１５００ＭＨｚ帯の両方を使用する方法として以下の３つの方法が考えられる。
【０００３】
第１の方法は、図６に示すように、アンテナ１１と送受信回路１２との間にＬＣ並列共振回路１３を設ける方法である。ＬＣ並列共振回路１３は、並列接続されたインダクタ１４およびコンデンサ１５を含む。このＬＣ並列共振回路１３を設ければ、８００ＭＨｚ帯と１５００ＭＨｚ帯の２点で共振させることが可能となる。
【０００４】
第２の方法は、８００ＭＨｚ帯で共振するアンテナに可変リアクタンス素子を追加して１５００ＭＨｚ帯に共振周波数を移動させる方法である。第３の方法は、８００ＭＨｚ帯用の小型アンテナと１５００ＭＨｚ帯用の小型アンテナとを別々に設ける方法である。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、第１の方法では、Ｑの高い小型アンテナと組合せることが可能なＱの高いＬＣ並列共振回路は、チップコンデンサとチップインダクタでは構成することはできず、サイズが大きく高価な誘電体共振器などを使用しなければならないため、携帯電話機の大型化、高価格化を招くという問題がある。
【０００６】
また、第２の方法では、可変リアクタンス素子としてバリキャップダイオードを用いる場合は、現在の技術では８００ＭＨｚにおけるリアクタンス変化量は２００Ω程度が限度であり、８００ＭＨｚ帯と１５００ＭＨｚ帯の両方に対応可能なアンテナを構成するにはリアクタンス変化量が小さすぎる。また可変リアクタンス素子としてＰＩＮダイオードとチップインダクタを用いる場合は、使用周波数で自己共振を起こさない素子はせいぜい数十ｎＨであり、８００ＭＨｚにおけるリアクタンス変化量は２００Ω程度が限度であり、やはりリアクタンス変化量が小さすぎる。
【０００７】
また、第３の方法では、２つのアンテナを使用するため、アンテナ部分の大きさおよび価格が従来の２倍になり、携帯電話機の大型化、高価格化を招くという問題がある。
【０００８】
それゆえに、この発明の主たる目的は、２つの周波数帯を異なるタイミングで使用することができ、小型で低価格の携帯無線通信機を提供することである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
この発明に係る携帯無線通信機は、第１の周波数帯と第１の周波数帯よりも高周波側の第２の周波数帯とを異なるタイミングで使用して信号の送受信を行なう携帯無線通信機であって、信号の送受信を行なうためのアンテナと、アンテナと結合された可変リアクタンス素子と、可変リアクタンス素子のリアクタンスを制御して、第１の周波数帯を使用する場合はアンテナの共振周波数を第１の周波数帯にし、第２の周波数帯を使用する場合はアンテナの共振周波数を第２の周波数帯の略複数分の１の周波数帯のうちの第１の周波数帯に最も近い第３の周波数帯に調整してアンテナを第２の周波数帯で複数倍共振させる制御回路とを備えたものである。
【００１０】
好ましくは、第１の周波数帯は８００ＭＨｚ帯であり、第２の周波数帯は１５００ＭＨｚ帯であり、第３の周波数帯は７００ＭＨｚ帯であり、制御回路は、８００ＭＨｚ帯を使用する場合はアンテナの共振周波数を８００ＭＨｚにし、１５００ＭＨｚ帯を使用する場合はアンテナの共振周波数を１５００ＭＨｚ帯の略２分の１の７００ＭＨｚ帯に調整してアンテナを１５００Ｈｚ帯で倍共振させる。
【００１１】
また好ましくは、可変リアクタンス素子はバリキャップダイオードである。
【００１２】
【発明の実施の形態】
図１は、この発明の一実施の形態による携帯電話機の構成を示す回路ブロック図である。図１において、この携帯電話機は、小型アンテナ１、送受信回路２、バリキャップダイオード３、チップインダクタ４、チョークコイル５、コンデンサ６および電圧発生回路７を備える。
【００１３】
携帯電話機の小型化を図るため、小型アンテナ１が用いられている。アンテナ１は、小型のためＱの高いアンテナとなっている。バリキャップダイオード３は、送受信回路の入出力ノード２ａとアンテナ１の基端部１ａとの間に接続されており、使用周波数によってアンテナ１の共振周波数を変化させるために設けられている。チップインダクタ４は、送受信回路２の入出力ノード２ａと接地電位ＧＮＤのラインとの間に接続され、整合を図るために設けられている。
【００１４】
チョークコイル５およびコンデンサ６は、アンテナ１の基端部１ａと接地電位ＧＮＤのラインとの間に直列接続される。電圧発生回路７の出力ノード７ａは、チョークコイル５とコンデンサ６の間のノードに接続される。電圧発生回路７は、送受信回路２によって制御され、送受信回路２が８００ＭＨｚ帯で送受信する場合は３Ｖを出力してバリキャップダイオード３の容量値を小さくし、送受信回路２が１５００ＭＨｚ帯で送受信する場合は０Ｖを出力してバリキャップダイオード３の容量値を大きくする。送受信回路２は、８００ＭＨｚ帯と１５００ＭＨｚ帯を異なるタイミングで使用してアンテナ１およびバリキャップダイオード３を介して送受信を行なうとともに、電圧発生回路７を制御する。
【００１５】
次に、この携帯電話機の動作について説明する。携帯電話機が８００ＭＨｚ帯で動作する場合は、電圧発生回路７によってバリキャップダイオード３のカソード（アンテナ１の基端部）に３Ｖが印加される。このとき、小型アンテナ１とバリキャップダイオード３を合せたインピーダンスは、図２に示すように、周波数の増加に伴って時計方向に動き、さらにチップインダクタ４を合せたインピーダンスは図３に示すように変化する。このとき、８００ＭＨｚ帯で共振していることにより生ずる倍共振が１６００ＭＨｚで発生している。
【００１６】
また、携帯電話機が１５００ＭＨｚ帯で動作する場合は、電圧発生回路７によってバリキャップダイオード３のカソードに０Ｖが印加され、バリキャップダイオード３のカソードに３Ｖが印加されていた８００ＭＨｚ帯で動作する場合に比べて、バリキャップダイオード３の容量値が大きくなる。これにより、図４に示すように、アンテナ１およびダイオード３のリアクタンスが図２に比べて時計回りに変化する。ダイオード３のリアクタンス１／ωＣは周波数に反比例するので周波数帯によってリアクタンス変化量が異なり、８００ＭＨｚ帯で１５０Ω程度変化して７００ＭＨｚ近辺が図中Ｂ点に移動し、１５００ＭＨｚ帯では８０Ω程度変化して１５００ＭＨｚ近辺が図中Ｂ点に移動する。さらにチップインダクタ４を合せたインピーダンスは、図５に示すように変化し、７００ＭＨｚ帯とその倍共振である１５００ＭＨｚ帯で共振する。
【００１７】
この実施の形態では、８００ＭＨｚ帯の小型アンテナ１の共振周波数をバリキャップダイオード３によって７００ＭＨｚ帯に低下させ、その倍共振で１５００ＭＨｚ帯の共振を得る。したがって、単一周波数帯を使用する携帯電話機とほとんど変わらない大きさおよび価格で、８００ＭＨｚ帯と１５００ＭＨｚ帯の両方を異なるタイミングで使用するＴＤＭＡ方式の携帯電話機を構成することができる。
【００１８】
なお、バリキャップダイオード３の代わりにＰＩＮダイオードおよびチップインダクタを用いてもアンテナ１の共振周波数を上記と同様に変化させることができる。ただし、この場合は、バリキャップダイオード３を使用する場合に比べて部品点数が増え、消費電流が増大する。
【００１９】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【００２０】
【発明の効果】
以上のように、この発明に係る携帯無線通信機では、信号の送受信を行なうためのアンテナと、アンテナと結合された可変リアクタンス素子と、可変リアクタンス素子のリアクタンスを制御して、第１の周波数帯を使用する場合はアンテナの共振周波数を第１の周波数帯にし、第２の周波数帯を使用する場合はアンテナの共振周波数を第２の周波数帯の略複数分の１の周波数帯のうちの第１の周波数帯に最も近い第３の周波数帯に調整してアンテナを第２の周波数帯で複数倍共振させる制御回路とが設けられる。したがって、単一周波数帯を使用する携帯無線通信機とほとんど変わらない大きさおよび価格で２つの周波数帯を使用する携帯無線通信機を構成することができる。
【００２１】
好ましくは、第１の周波数帯は８００ＭＨｚ帯であり、第２の周波数帯は１５００ＭＨｚ帯であり、第３の周波数帯は７００ＭＨｚ帯であり、制御回路は、８００ＭＨｚ帯を使用する場合はアンテナの共振周波数を８００ＭＨｚにし、１５００ＭＨｚ帯を使用する場合はアンテナの共振周波数を１５００ＭＨｚ帯の略２分の１の７００ＭＨｚ帯に調整してアンテナを１５００Ｈｚ帯で倍共振させる。この発明は、この場合に特に好適である。
【００２２】
また好ましくは、可変リアクタンス素子はバリキャップダイオードである。この場合は、部品点数が少なくてすみ、消費電流が小さくてすむ。
【図面の簡単な説明】
【図１】  この発明の一実施の形態による携帯電話機の構成を示す回路ブロック図である。
【図２】  図１に示した携帯電話機の動作を説明するためインピーダンスチャートである。
【図３】  図１に示した携帯電話機の動作を説明するための他のインピーダンスチャートである。
【図４】  図１に示した携帯電話機の動作を説明するためのさらに他のインピーダンスチャートである。
【図５】  図１に示した携帯電話機の動作を説明するためのさらに他のインピーダンスチャートである。
【図６】  従来の携帯電話機の構成を示す回路ブロック図である。
【符号の説明】
１，１１  小型アンテナ、２，１２  送受信回路、３  バリキャップダイオード、４  チップインダクタ、５  チョークコイル、６，１５  コンデンサ、７  電圧発生回路、１３  ＬＣ並列共振回路、１４  インダクタ。
【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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