(57)【要約】【課題】低コストで且つ小型化できる、複数のアンテナを備えた高周波電子機器を構成する。【解決手段】第１の無線通信回路２０ＡはＲＦ回路２２Ａおよびベースバンド回路２１Ａを、第２の無線通信回路２０ＢはＲＦ回路２２Ｂおよびベースバンド回路２１Ｂをそれぞれ備えている。第１の無線通信回路２０ＡのＲＦ回路２２Ａには第１のアンテナ１２Ａが、第２の無線通信回路２０ＢのＲＦ回路２２Ｂには第２のアンテナ１２Ｂがそれぞれ接続されている。第１のアンテナ１２Ａおよび第２のアンテナ１２Ｂはいずれもダイポールアンテナであり、放射パターンがそれぞれ８の字型の指向特性を有している。第２のアンテナ１２Ｂの放射利得が最小となる方向が第１のアンテナ１２Ａへ向くように、第１のアンテナ１２Ａと第２のアンテナ１２Ｂとを配置している。【選択図】図２
2009212592.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも第１・第２の無線通信回路と、当該第１・第２の無線通信回路がそれぞれ用いる少なくとも第１・第２のアンテナとを備えた高周波電子機器であって、
第１・第２のアンテナのうち、一方のアンテナの放射利得が最小になる方向が他方のアンテナの方向へ向くように、第１・第２のアンテナを配置したことを特徴とする高周波電子機器。
【請求項２】
前記第２のアンテナは複数のアンテナのうち前記第１のアンテナに最も近接して配置されたアンテナであって、第１・第２のアンテナのうち、一方のアンテナの放射利得が最小になる方向が他方のアンテナの放射利得が最小になる方向に向くように第１・第２のアンテナを配置した、請求項１に記載の高周波電子機器。
【請求項３】
前記第１・第２のアンテナは共に水平偏波および垂直偏波の放射パターンを有するアンテナであり、第１・第２のアンテナのうち一方のアンテナの水平偏波の放射利得が最小になる方向を他方のアンテナに向け、および／または第１・第２のアンテナのうち一方のアンテナの垂直偏波の放射利得が最小になる方向を他方のアンテナに向けた、請求項１または２に記載の高周波電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、複数のアンテナを備えた通信装置において、アンテナ同士の干渉を防止した高周波電子機器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
送信用アンテナと受信用アンテナとを備えた携帯端末装置において、受信用アンテナを送信用アンテナの放射パターンから外れた位置に配置する構成が記載されている。
【０００３】
ここで特許文献１に示されている携帯端末装置の構成を、図１を参照して説明する。
図１において、携帯端末装置の装置本体１Ａには送信系に用いる送信用アンテナ１０Ｂの放射パターンから外れた位置に、受信系に用いる受信用アンテナ１０Ａを設けている。
【０００４】
このような配置にすることにより、送信系と受信系との間のアイソレーションを得ることができる。
【特許文献１】特開２００２−３２０２５２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、特許文献１に示されている携帯端末装置の構成では、送信用アンテナの放射パターンから外れた位置に受信用アンテナを配置するために、アンテナ配置の自由度や携帯端末内部の回路設計の自由度が低下するという問題がある。また、通信装置が小型になると、アンテナを配置できる位置が限定され、送信用アンテナの放射パターンから完全に外して受信用アンテナを配置することが困難となり、送信系と受信系のアインレーションが低下するという問題が生じる。
【０００６】
また、一般に、ノートＰＣ、携帯電話、いわゆる映像家電等の装置に、ワイヤレスＬＡＮやBluetooth等の複数の無線通信機能をもたせ、さらに、WiMAXやワイヤレスＵＳＢなどの新しい無線通信機能が追加されようとしている。個々の無線通信を行う装置は、いずれも、送信系と受信系の通信装置、アンテナ、およびＲＦ回路で構成されている。
【０００７】
従来、異なる無線通信装置間のアイソレーションを得るため、ＲＦ回路内にバンドパスフィルタ等のＲＦ部品を必要とするが、アイソレーションを確保するには性能の良いＲＦ部品が必要であり、回路が複雑になる上にコスト高になる問題があった。
【０００８】
そこで、この発明の目的は、低コストで且つ小型化できる、複数のアンテナを備えた高周波電子機器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するために、この発明は次のように構成する。
（１）少なくとも第１・第２の無線通信回路と、当該第１・第２の無線通信回路がそれぞれ用いる少なくとも第１・第２のアンテナとを備えた高周波電子機器であって、
第１・第２のアンテナのうち、一方のアンテナの放射利得が最小になる方向が他方のアンテナの方向へ向くように、第１・第２のアンテナを配置する。
【００１０】
この構成により、第１・第２のアンテナのうち一方のアンテナは他方のアンテナから放射される信号の影響を殆ど受けない。したがって、第１・第２の無線通信回路と第１・第２のアンテナとによる第１・第２の無線通信システム間のアイソレーションが確保される。
【００１１】
（２）前記第２のアンテナは複数のアンテナのうち前記第１のアンテナに最も近接して配置されたアンテナであって、第１・第２のアンテナのうち、一方のアンテナの放射利得が最小になる方向が他方のアンテナの放射利得が最小になる方向に向くように第１・第２のアンテナを配置する。
【００１２】
これにより、第１・第２のアンテナは互いに相手側のアンテナから放射される信号の影響も殆ど受けない。したがって、第１・第２の無線通信回路と第１・第２のアンテナとによる第１・第２の無線通信システム間で十分なアイソレーションが確保される。
【００１３】
（３）前記第１・第２のアンテナは共に水平偏波および垂直偏波の放射パターンを有するアンテナであり、第１・第２のアンテナのうち一方のアンテナの水平偏波の放射利得が最小になる方向を他方のアンテナに向け、および／または第１・第２のアンテナのうち一方のアンテナの垂直偏波の放射利得が最小になる方向を他方のアンテナに向ける。
【００１４】
このことにより、第１・第２のアンテナのうち一方のアンテナは他方のアンテナに対して水平偏波および／または垂直偏波について、与える影響を最小限にでき、第１・第２の無線通信回路と第１・第２のアンテナとによる第１・第２の無線通信システム間のアイソレーションが確保される。
【発明の効果】
【００１５】
この発明によれば、受信感度が向上し、通信距離も伸びる。また、アイソレーション性が向上するので、従来必要であったＲＦ回路のバンドパスフィルタ等の特性が簡易的なものでよくなったり、不要になったりするので、コストが削減できる。さらに、バンドパスフィルタ等の前後の整合回路も簡易的なものでよくなったり、不要になったりするので、整合回路の調整も容易となり、ＲＦ回路の設計が簡易となり、安定した通信性能を得ることができるだけでなくコストが削減できる。
【００１６】
また、第１・第２のアンテナの配置によって、複数の無線通信システムについて、最小限のエリアで所要の特性を得ることができるので、ノートＰＣや携帯電話等の高周波電子機器の小型化に貢献できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
《第１の実施形態》
図２・図３は２つの高周波電子機器の構成を示すブロック図である。
図２の例では、高周波電子機器本体３０は第１の無線通信回路２０Ａおよび第２の無線通信回路２０Ｂを備えている。第１の無線通信回路２０ＡはＲＦ回路（高周波回路）２２Ａおよびベースバンド回路２１Ａを備えている。同様に第２の無線通信回路２０ＢはＲＦ回路（高周波回路）２２Ｂおよびベースバンド回路２１Ｂを備えている。
【００１８】
第１の無線通信回路２０ＡのＲＦ回路２２Ａには第１のアンテナ１２Ａが接続されていて、同様に第２の無線通信回路２０ＢのＲＦ回路２２Ｂには第２のアンテナ１２Ｂが接続されている。
【００１９】
第１のアンテナ１２Ａおよび第２のアンテナ１２Ｂはいずれもダイポールアンテナであり、放射パターンがそれぞれ８の字型の指向特性を有している。第２のアンテナ１２Ｂの放射利得が最小になる方向（ヌル点）が第１のアンテナ１２Ａへ向くように、第１のアンテナ１２Ａと第２のアンテナ１２Ｂとを配置している。
【００２０】
そのため、第２のアンテナ１２Ｂは第１のアンテナ１２Ａから放射される信号の影響を殆ど受けず、また、逆に第１のアンテナ１２Ａは第２のアンテナ１２Ｂから放射される信号の影響を殆ど受けない。したがって第１の無線通信回路２０Ａおよび第１のアンテナ１２Ａによる無線通信システムと、第２の無線通信回路２０Ｂおよび第２のアンテナ１２Ｂによる無線通信システムとの間のアイソレーションが確保される。
【００２１】
図３に示す例では、第１のアンテナ１３Ａは無指向性を有するアンテナ、第２のアンテナ１３Ｂは８の字型の指向特性を有するアンテナである。その他の構成は図２の場合と同様である。この場合も、第２のアンテナ１３Ｂは、その放射利得が最小になる方向を第１のアンテナ１３Ａの方向へ向くように、第１のアンテナ１３Ａと第２のアンテナ１３Ｂとを配置している。
【００２２】
このように一方のアンテナが無指向性であっても、第２のアンテナ１３Ｂは第１のアンテナから放射される信号の影響を殆ど受けず、また、逆に第１のアンテナは第２のアンテナから放射される信号の影響を殆ど受けない。したがって第１の無線通信回路２０Ａおよび第１のアンテナ１３Ａによる無線通信システムと、第２の無線通信回路２０Ｂおよび第２のアンテナ１３Ｂによる無線通信システムとの間のアイソレーションが確保される。
【００２３】
図４は第１の実施形態に係る別の高周波電子機器のブロック図である。この例では、第１のアンテナ１４Ａおよび第２のアンテナ１４Ｂはいずれも８の字型の指向特性を有している。第２のアンテナ１４Ｂは、その放射利得が最小である方向が第１のアンテナ１４Ａの方向を向くように、且つ第１のアンテナ１４Ａは、その放射利得が最大である方向が第２のアンテナ１４Ｂの方向を向くように、第１のアンテナ１４Ａと第２のアンテナ１４Ｂの相対位置関係を定めている。
【００２４】
このように２つのアンテナに指向性があっても、第１のアンテナの放射利得が最大である方向の、すなわち最も影響を与える方向の放射信号を第２のアンテナの放射利得が最小となる向きで受けるので、第１のアンテナが第２のアンテナとは異なった方位に位置する他のアンテナ（第３のアンテナ）に対して与える影響も少なくできる。
【００２５】
《第２の実施形態》
図５（Ａ）は第２の実施形態に係る高周波電子機器のブロック図である。この第２の実施形態に係る高周波電子機器本体３０の構成は第１の実施形態で示したものと同様である。
【００２６】
第１のアンテナ１６Ａおよび第２のアンテナ１６Ｂはいずれもダイポールアンテナであり、放射パターンがそれぞれ８の字型の指向特性を有している。第２のアンテナ１６Ｂの放射利得が最小になる方向が第１のアンテナ１６Ａへ向くように、且つ第１のアンテナ１６Ａの放射利得が最小になる方向が第２のアンテナ１６Ｂの方向へ向くように、この第１のアンテナ１６Ａと第２のアンテナ１６Ｂとを配置している。
【００２７】
そのため、第２のアンテナ１６Ｂは第１のアンテナ１６Ａから放射される信号の影響を殆ど受けず、また、逆に第１のアンテナ１６Ａは第２のアンテナ１６Ｂから放射される信号の影響を殆ど受けない。したがって第１の無線通信回路２０Ａおよび第１のアンテナ１６Ａによる無線通信システムと、第２の無線通信回路２０Ｂおよび第２のアンテナ１６Ｂによる無線通信システムとの間のアイソレーションが確保される。
【００２８】
図５（Ｂ）は第２の実施形態に係る高周波電子機器の別のブロック図である。高周波電子機器本体３１は第１の無線通信回路２０Ｃおよび第２の無線通信回路２０Ｂを備えている。第１の無線通信回路２０ＣはＲＦ回路（高周波回路）２２Ｃおよびベースバンド回路２１Ｃを備えている。同様に第２の無線通信回路２０ＢはＲＦ回路（高周波回路）２２Ｂおよびベースバンド回路２１Ｂを備えている。
【００２９】
第１の無線通信回路２０ＣのＲＦ回路２２Ｃには第１のアンテナ１６Ａおよびそれとは別のアンテナ１６Ｃが接続されている。第２の無線通信回路２０ＢのＲＦ回路２２Ｂには第２のアンテナ１６Ｂが接続されている。
【００３０】
これらのアンテナ１６Ａ，１６Ｂ，１６Ｃはいずれもダイポールアンテナであり、放射パターンがそれぞれ８の字型の指向特性を有している。第２のアンテナ１６Ｂはそれに隣接するアンテナ１６Ａとの間で、互いの放射利得が最小になる方向同士が対向するように、第１のアンテナ１６Ａと第２のアンテナ１６Ｂとを配置している。
【００３１】
この構成により、異なるシステムのアンテナ間のアイソレーションを確保することができる。
【００３２】
《第３の実施形態》
図６および図７は第３の実施形態に係る高周波電子機器の構成を示す図である。図６（Ａ）は、誘電体基板４０にアンテナ素子（電極）４２およびグランド電極４１をそれぞれ形成したアンテナである。図６（Ｂ）は、図６（Ａ）に示すアンテナの水平偏波および垂直偏波についての放射特性を示す図である。図６（Ｂ）の水平偏波および垂直偏波の放射特性は、図６（Ａ）においてＸ，Ｙ，Ｚの３軸方向を図に示す向きにとったときのＸ−Ｚ面（水平面）について表している。また、このような放射特性を持つアンテナにおいて、図６（Ａ）に示すようにアンテナをＸ軸回りに９０°回転させると、接地面に対するアンテナの向きが変わるため、水平偏波の指向性を４方向に、また垂直偏波の指向性を無指向性にすることができる。このように、同じアンテナにおいて、接地面に対するアンテナの向きを変えることにより、垂直偏波と水平偏波の放射特性を任意に選択することができる。
【００３３】
図７の（Ａ）と（Ｂ）は同じ装置について、アンテナの用いる偏波に応じて２つに分けて表している。第１のアンテナ１７Ａおよび第２のアンテナ１７Ｂはいずれも水平偏波と垂直偏波の２つの偏波面を利用するアンテナである。図７（Ａ）の例では第１のアンテナ１７Ａの水平偏波の指向性は無指向性、第２のアンテナ１７Ａの水平偏波の指向性は４方向性（四葉のクローバー型）である。また図７（Ｂ）に示すように、第１のアンテナ１７Ａの垂直偏波の放射パターンは４方向性、第２のアンテナ１７Ｂの垂直偏波の放射パターンは無指向性である。
【００３４】
なお、第１のアンテナ１７Ａと第２のアンテナ１７Ｂの種類は同じであっても異なっていても構わない。同じ種類のアンテナである場合、例えば２つのアンテナの向きを９０°異なるように配置するなどして第１のアンテナ１７Ａからの信号が水平偏波となり、第２のアンテナ１７Ｂからの信号が垂直偏波となるように、アンテナを所定の向きや配置にすることにより、互いの信号の干渉を抑制することができる。また、種類の異なるアンテナである場合も同様に、一方が水平偏波、他方が垂直偏波となるように、両アンテナの向きや配置を選択すればよい。
【００３５】
さて、図６に示したアンテナのように、接地面に対するアンテナの向きを所定の方向にすることにより、所定の偏波面を選択することができるが、その信号の偏波面とは異なる偏波面をもつ信号も、放射量は少ないもののアンテナから放射される。そのため、異なる偏波面をもつアンテナを近接配置した場合でも、一方のアンテナから放射される同一偏波面の信号が干渉し、アイソレーションが低下するという問題が生じる。この問題を解決するために、第３の実施形態では、近接配置されたアンテナ同士において、同一偏波面の信号が干渉しないように、アンテナの放射特性を考慮してアンテナを配置している。
【００３６】
なお、第１・第２のアンテナは水平偏波同士についてアイソレーションを確保するだけでなく、垂直偏波同士についてアイソレーションを確保するようにしてもよいし、水平偏波・垂直偏波の両方について互いのアイソレーションを確保するようにしてもよい。
【００３７】
水平偏波について見ると、図７（Ａ）に示したように、第２のアンテナ１７Ｂの放射利得が最小になる方向が第１のアンテナ１７Ａを向いているので、第１のアンテナ１７Ａを用いる通信システムと、第２のアンテナ１７Ｂを用いる通信システムとの間のアイソレーションが確保される。
【００３８】
また垂直偏波について見ると、図７（Ｂ）に示したように、第１のアンテナ１７Ａの放射利得が最小になる方向が第２のアンテナ１７Ｂを向いているので、この場合にも第１のアンテナ１７Ａを用いる通信システムと、第２のアンテナ１７Ｂを用いる通信システムとの間のアイソレーションが確保される。
【００３９】
このようにして第１・第２のアンテナを構成し、図７に示した関係で配置すれば、水平偏波・垂直偏波の両方について、第１のアンテナを用いる通信システムと第２のアンテナを用いる通信システムとの間のアイソレーションを確保できる。
【００４０】
なお、以上に示した各アンテナではホイップアンテナによる無指向性を有するアンテナまたはダイポールアンテナによる８の字型の指向特性を有するアンテナを例にしたが、本発明はこれに限られるものではない。例えば八木・宇田アンテナを構成すれば図８に示すような前後非対称の指向性が得られ、これを同様に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】特許文献１に示されている携帯端末装置の構成を示す図である。
【図２】第１の実施形態に係る高周波電子機器の構成を示すブロック図である。
【図３】第１の実施形態に係る別の高周波電子機器の構成を示すブロック図である。
【図４】第１の実施形態に係るさらに別の高周波電子機器のブロック図である。
【図５】第２の実施形態に係る高周波電子機器のブロック図である。
【図６】第３の実施形態に係る高周波電子機器の第１のアンテナ１７Ａの構成、およびその指向特性を示す図である。
【図７】第３の実施形態に係る高周波電子機器の構成を示す図である。
【図８】別の実施形態に係るアンテナの指向特性の例を示す図である。
【符号の説明】
【００４２】
１２Ａ，１２Ｂ…アンテナ
１３Ａ，１３Ｂ…アンテナ
１４Ａ，１４Ｂ…アンテナ
１６Ａ，１６Ｂ，１６Ｃ…アンテナ
１７Ａ，１７Ｂ…アンテナ
２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃ…無線通信回路
２１Ａ，２１Ｂ…ベースバンド回路
２２Ａ，２２Ｂ…ＲＦ回路
３０，３１…高周波電子機器本体
４０…誘電体基板
４１…グランド電極
４２…アンテナ素子
【図１】
2009212592.tif 000003
【図２】
2009212592.tif 000004
【図３】
2009212592.tif 000005
【図４】
2009212592.tif 000006
【図５】
2009212592.tif 000007
【図６】
2009212592.tif 000008
【図７】
2009212592.tif 000009
【図８】
2009212592.tif 000010