JP2003249811A - 複共振アンテナ装置 - Google Patents
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- Input Circuits Of Receivers And Coupling Of Receivers And Audio Equipment (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 2つの周波数帯域で共振する複共振アンテナ
装置において、利得の劣化の原因となる周波数特性にお
ける落ち込み点すなわちノッチをなくすようにする。 【解決手段】 アンテナ素子22と、アンテナ素子22
を複数の周波数帯域で共振させるためのLC並列共振回
路31とを備え、LC並列共振回路31は、所定の周波
数帯域でインピーダンスが無限大になるのを防ぐための
シャント素子としてのインダクタンス素子26とキャパ
シタンス素子29および30とからなるT型回路または
π型回路を備える。
装置において、利得の劣化の原因となる周波数特性にお
ける落ち込み点すなわちノッチをなくすようにする。 【解決手段】 アンテナ素子22と、アンテナ素子22
を複数の周波数帯域で共振させるためのLC並列共振回
路31とを備え、LC並列共振回路31は、所定の周波
数帯域でインピーダンスが無限大になるのを防ぐための
シャント素子としてのインダクタンス素子26とキャパ
シタンス素子29および30とからなるT型回路または
π型回路を備える。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、複数の周波数帯
域で共振するようにされた複共振アンテナ装置に関する
もので、特に、複共振アンテナ装置の利得の改善を図る
ための改良に関するものである。
域で共振するようにされた複共振アンテナ装置に関する
もので、特に、複共振アンテナ装置の利得の改善を図る
ための改良に関するものである。
【0002】
【従来の技術】たとえば2つの周波数帯域で共振する複
共振アンテナ装置を実現しようとするとき、図10また
は図11に示すような構成が採用されている(たとえ
ば、非特許文献1参照)。
共振アンテナ装置を実現しようとするとき、図10また
は図11に示すような構成が採用されている(たとえ
ば、非特許文献1参照)。
【0003】図10に示した複共振アンテナ装置1は、
1個のアンテナ素子2を用いるもので、アンテナ素子2
には、給電回路3から1個の給電点4を介して電力が供
給される。
1個のアンテナ素子2を用いるもので、アンテナ素子2
には、給電回路3から1個の給電点4を介して電力が供
給される。
【0004】アンテナ素子2と給電回路3との間には、
インダクタンス素子5ならびにキャパシタンス素子7お
よび8が接続され、LC並列共振回路9を構成してい
る。より具体的には、アンテナ素子2と給電回路3との
間に、インダクタンス素子5とキャパシタンス7とが直
列接続される。そして、このインダクタンス素子5とキ
ャパシタンス素子7とからなる直列回路と並列に、キャ
パシタンス素子8が接続される。
インダクタンス素子5ならびにキャパシタンス素子7お
よび8が接続され、LC並列共振回路9を構成してい
る。より具体的には、アンテナ素子2と給電回路3との
間に、インダクタンス素子5とキャパシタンス7とが直
列接続される。そして、このインダクタンス素子5とキ
ャパシタンス素子7とからなる直列回路と並列に、キャ
パシタンス素子8が接続される。
【0005】また、インダクタンス素子6が、給電点4
とグラウンドとの間に接続される。このインダクタンス
素子6は、アンテナ素子2の入力インピーダンスと給電
回路3のインピーダンスとの整合をとるためのものであ
る。
とグラウンドとの間に接続される。このインダクタンス
素子6は、アンテナ素子2の入力インピーダンスと給電
回路3のインピーダンスとの整合をとるためのものであ
る。
【0006】図11に示した複共振アンテナ装置11で
は、2個のアンテナ素子12および13が用いられる。
これらアンテナ素子12および13には、給電回路14
から1個の給電点15を介して電力が供給される。
は、2個のアンテナ素子12および13が用いられる。
これらアンテナ素子12および13には、給電回路14
から1個の給電点15を介して電力が供給される。
【0007】アンテナ素子12と給電回路14との間に
は、インダクタンス素子16が接続され、アンテナ素子
13と給電回路14との間には、キャパシタンス素子1
8が接続されている。また、インダクタンス素子17
が、給電点15とグラウンドとの間に接続されている。
インダクタンス素子17は、アンテナ素子12および1
3の入力インピーダンスと給電回路14のインピーダン
スとの整合をとるためのものである。
は、インダクタンス素子16が接続され、アンテナ素子
13と給電回路14との間には、キャパシタンス素子1
8が接続されている。また、インダクタンス素子17
が、給電点15とグラウンドとの間に接続されている。
インダクタンス素子17は、アンテナ素子12および1
3の入力インピーダンスと給電回路14のインピーダン
スとの整合をとるためのものである。
【0008】この複共振アンテナ装置11では、アンテ
ナ12および13のそれぞれの共振周波数を、所望の周
波数帯域に合わせることによって、2つの周波数帯域で
共振させるようにしている。
ナ12および13のそれぞれの共振周波数を、所望の周
波数帯域に合わせることによって、2つの周波数帯域で
共振させるようにしている。
【0009】
【非特許文献1】社団法人電子情報通信学会,「アンテ
ナ工学ハンドブック」,オーム社,昭和55年10月3
0日,p.44−45
ナ工学ハンドブック」,オーム社,昭和55年10月3
0日,p.44−45
【0010】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図10
および図11にそれぞれ示した複共振アンテナ装置1お
よび11においては、以下のような問題がある。
および図11にそれぞれ示した複共振アンテナ装置1お
よび11においては、以下のような問題がある。
【0011】図12は、複共振アンテナ装置1または1
1の反射特性S11および通過特性S 21の各々の周波数特
性を示す図である。図12において、2つの共振周波数
がf 1 およびf2 で示されている。
1の反射特性S11および通過特性S 21の各々の周波数特
性を示す図である。図12において、2つの共振周波数
がf 1 およびf2 で示されている。
【0012】図10に示した複共振アンテナ装置1で
は、LC並列共振回路9は、そこに含まれるインダクタ
ンス成分およびキャパシタンス成分によって決まる反共
振周波数を持ち、その周波数では、インピーダンスが無
限大となり、その結果、図12に示すように、通過特性
S21において、2つの共振周波数f1 およびf2 の間
に、利得の落ち込み点すなわちノッチ20が現れる。
は、LC並列共振回路9は、そこに含まれるインダクタ
ンス成分およびキャパシタンス成分によって決まる反共
振周波数を持ち、その周波数では、インピーダンスが無
限大となり、その結果、図12に示すように、通過特性
S21において、2つの共振周波数f1 およびf2 の間
に、利得の落ち込み点すなわちノッチ20が現れる。
【0013】上述のことを図13を参照して説明する。
図13は、図10に示したLC並列共振回路9のインピ
ーダンス(S11)の周波数特性をスミスチャートで示し
たものである。
図13は、図10に示したLC並列共振回路9のインピ
ーダンス(S11)の周波数特性をスミスチャートで示し
たものである。
【0014】LC並列共振回路9のインピーダンス(S
11)の周波数特性は、図13に示すように、スミスチャ
ート上で、インダクタンス性(L性)からキャパシタン
ス性(C性)へと延びる円の軌跡を描く。すなわち、8
00MHz帯ではL性(スミスチャートの上側)を示
し、1.5GHz帯ではC性(スミスチャートの下側)
を示す。
11)の周波数特性は、図13に示すように、スミスチャ
ート上で、インダクタンス性(L性)からキャパシタン
ス性(C性)へと延びる円の軌跡を描く。すなわち、8
00MHz帯ではL性(スミスチャートの上側)を示
し、1.5GHz帯ではC性(スミスチャートの下側)
を示す。
【0015】図10に示したLC並列共振回路9にあっ
ては、そのインピーダンスの周波数特性を示す軌跡は、
たとえば1.2GHzの周波数において、スミスチャー
ト上の右端の無限大を示す点を通るため、上述したよう
に、2つの共振周波数f1 およびf2 の間に、利得の落
ち込みとなるノッチ20が現れる。
ては、そのインピーダンスの周波数特性を示す軌跡は、
たとえば1.2GHzの周波数において、スミスチャー
ト上の右端の無限大を示す点を通るため、上述したよう
に、2つの共振周波数f1 およびf2 の間に、利得の落
ち込みとなるノッチ20が現れる。
【0016】他方、図11に示した複共振アンテナ装置
11においても、2個のアンテナ素子12および13が
互いに近接して配置されるので、これらアンテナ素子1
2および13の間に容量結合が起こり、この容量とアン
テナ素子12および13が有するインダクタンス成分と
によって、並列共振回路が形成される。この並列共振回
路は、図10に示したLC並列共振回路9と同様の構成
を与えることになり、したがって、図11に示した複共
振アンテナ装置11の場合にも、図10に示した複共振
アンテナ装置1の場合と同様、図12に示すように、通
過特性S21において、2つの共振周波数f1 およびf2
の間に、利得の落ち込みとなるノッチ20が現れる。
11においても、2個のアンテナ素子12および13が
互いに近接して配置されるので、これらアンテナ素子1
2および13の間に容量結合が起こり、この容量とアン
テナ素子12および13が有するインダクタンス成分と
によって、並列共振回路が形成される。この並列共振回
路は、図10に示したLC並列共振回路9と同様の構成
を与えることになり、したがって、図11に示した複共
振アンテナ装置11の場合にも、図10に示した複共振
アンテナ装置1の場合と同様、図12に示すように、通
過特性S21において、2つの共振周波数f1 およびf2
の間に、利得の落ち込みとなるノッチ20が現れる。
【0017】このようなノッチ20は、利得劣化の原因
となり、これをなくすことが望まれる。
となり、これをなくすことが望まれる。
【0018】そこで、この発明の目的は、上述のような
要望を満たし得る複共振アンテナ装置を提供しようとす
ることである。
要望を満たし得る複共振アンテナ装置を提供しようとす
ることである。
【0019】
【課題を解決するための手段】この発明に係る複共振ア
ンテナ装置には、1個のアンテナ素子が用いられる第1
の実施態様と、2個のアンテナ素子が用いられる第2の
実施態様とがある。
ンテナ装置には、1個のアンテナ素子が用いられる第1
の実施態様と、2個のアンテナ素子が用いられる第2の
実施態様とがある。
【0020】第1の実施態様に係る複共振アンテナ装置
は、アンテナ素子と、アンテナ素子を複数の周波数帯域
で共振させるためのLC共振回路とを備え、このLC共
振回路が、所定の周波数帯域でインピーダンスが無限大
になるのを防ぐためのインダクタンス素子およびキャパ
シタンス素子からなるT型回路またはπ型回路を備える
ことを特徴としている。
は、アンテナ素子と、アンテナ素子を複数の周波数帯域
で共振させるためのLC共振回路とを備え、このLC共
振回路が、所定の周波数帯域でインピーダンスが無限大
になるのを防ぐためのインダクタンス素子およびキャパ
シタンス素子からなるT型回路またはπ型回路を備える
ことを特徴としている。
【0021】上述のLC共振回路において、T型回路ま
たはπ型回路と並列接続されるダイオードスイッチ回路
をさらに備え、ダイオードスイッチ回路をオン・オフす
ることにより、アンテナ素子を3つ以上の周波数帯域で
共振させるように構成されてもよい。
たはπ型回路と並列接続されるダイオードスイッチ回路
をさらに備え、ダイオードスイッチ回路をオン・オフす
ることにより、アンテナ素子を3つ以上の周波数帯域で
共振させるように構成されてもよい。
【0022】第2の実施態様に係る複共振アンテナ装置
は、複数の周波数帯域で共振させるための2個のアンテ
ナ素子を含み、これらアンテナ素子のうちの少なくとも
一方と給電点との間に、所定の周波数帯域でインピーダ
ンスが無限大になるのを防ぐためのインダクタンス素子
およびキャパシタンス素子からなるT型回路またはπ型
回路を備えることを特徴としている。
は、複数の周波数帯域で共振させるための2個のアンテ
ナ素子を含み、これらアンテナ素子のうちの少なくとも
一方と給電点との間に、所定の周波数帯域でインピーダ
ンスが無限大になるのを防ぐためのインダクタンス素子
およびキャパシタンス素子からなるT型回路またはπ型
回路を備えることを特徴としている。
【0023】
【発明の実施の形態】図1は、この発明の第1の実施形
態による複共振アンテナ装置21を示す回路図である。
態による複共振アンテナ装置21を示す回路図である。
【0024】複共振アンテナ装置21は、1個のアンテ
ナ素子22を備え、アンテナ素子22には、給電回路2
3から1個の給電点24を介して電力が供給される。
ナ素子22を備え、アンテナ素子22には、給電回路2
3から1個の給電点24を介して電力が供給される。
【0025】アンテナ素子22と給電回路23との間に
は、インダクタンス素子25および26ならびにキャパ
シタンス素子28、29および30が接続され、LC並
列共振回路31を構成している。より具体的には、アン
テナ素子22と給電回路23との間に、インダクタンス
素子25とキャパシタンス素子28とが直列接続され
る。そして、このインダクタンス素子25とキャパシタ
ンス素子28とからなる直列回路とは並列に、キャパシ
タンス素子29および30とシャント素子としてのイン
ダクタ26とからなるT型回路が接続される。
は、インダクタンス素子25および26ならびにキャパ
シタンス素子28、29および30が接続され、LC並
列共振回路31を構成している。より具体的には、アン
テナ素子22と給電回路23との間に、インダクタンス
素子25とキャパシタンス素子28とが直列接続され
る。そして、このインダクタンス素子25とキャパシタ
ンス素子28とからなる直列回路とは並列に、キャパシ
タンス素子29および30とシャント素子としてのイン
ダクタ26とからなるT型回路が接続される。
【0026】また、インダクタンス素子27が、給電点
24とグラウンドとの間に接続される。このインダクタ
ンス素子27は、アンテナ素子22の入力インピーダン
スと給電回路23のインピーダンスとの整合をとるため
のものである。
24とグラウンドとの間に接続される。このインダクタ
ンス素子27は、アンテナ素子22の入力インピーダン
スと給電回路23のインピーダンスとの整合をとるため
のものである。
【0027】図2には、上述したアンテナ素子22がチ
ップアンテナによって構成される場合のアンテナ素子2
2の実装状態が示されている。
ップアンテナによって構成される場合のアンテナ素子2
2の実装状態が示されている。
【0028】図2を参照して、アンテナ素子22を実装
するための実装基板32上には、ハッチングによって示
すように、接地導体膜33が形成されている。接地導体
膜33は、その周囲領域の一部が切り欠かれていて、実
装基板32の角の部分には、矩形の導体切欠き領域34
が形成されている。アンテナ素子22は、実装基板32
上の導体切欠き領域34内に実装される。
するための実装基板32上には、ハッチングによって示
すように、接地導体膜33が形成されている。接地導体
膜33は、その周囲領域の一部が切り欠かれていて、実
装基板32の角の部分には、矩形の導体切欠き領域34
が形成されている。アンテナ素子22は、実装基板32
上の導体切欠き領域34内に実装される。
【0029】また、図2には、上述のアンテナ素子22
に接続されるLC並列共振回路31の実装状態も示され
ている。
に接続されるLC並列共振回路31の実装状態も示され
ている。
【0030】実装基板32上の導体切欠き領域34内に
は、配線導体膜35が形成され、この配線導体膜35に
電気的に接続され、また、必要に応じて、接地導体膜3
3に電気的に接続されるように、前述したインダクタン
ス素子25、26および27ならびにキャパシタンス素
子28、29および30の各々を構成するチップ部品が
実装されている。
は、配線導体膜35が形成され、この配線導体膜35に
電気的に接続され、また、必要に応じて、接地導体膜3
3に電気的に接続されるように、前述したインダクタン
ス素子25、26および27ならびにキャパシタンス素
子28、29および30の各々を構成するチップ部品が
実装されている。
【0031】図2において、図1に示した要素に相当す
る要素には同様の参照符号が付されているので、図1お
よび図2をともに参照すれば、実装基板32上での各部
品の実装状態を理解できるであろう。
る要素には同様の参照符号が付されているので、図1お
よび図2をともに参照すれば、実装基板32上での各部
品の実装状態を理解できるであろう。
【0032】図3は、前述した図12に対応する図であ
って、複共振アンテナ装置21の反射特性S11および通
過特性S21の各々の周波数特性を示す図である。
って、複共振アンテナ装置21の反射特性S11および通
過特性S21の各々の周波数特性を示す図である。
【0033】図3に示すように、複共振アンテナ装置2
1は、2つの共振周波数f1 およびf2 を有している
が、通過特性S21において、2つの共振周波数f1 およ
びf2の間に、利得の落ち込み点すなわちノッチが生じ
ていない。
1は、2つの共振周波数f1 およびf2 を有している
が、通過特性S21において、2つの共振周波数f1 およ
びf2の間に、利得の落ち込み点すなわちノッチが生じ
ていない。
【0034】このことを、図4を参照してさらに説明す
る。図4は、図1に示したLC並列共振回路31のイン
ピーダンス(S11)の周波数特性をスミスチャートで示
したものである。
る。図4は、図1に示したLC並列共振回路31のイン
ピーダンス(S11)の周波数特性をスミスチャートで示
したものである。
【0035】LC並列共振回路31のインピーダンス
(S11)の周波数特性は、図4において太い実線で示す
ように、スミスチャート上で、インダクタンス性(L
性)からキャパシタンス性(C性)へと延びる円の軌跡
を描いている。すなわち、800MHz帯ではL性(ス
ミスチャートの上側)を示し、1.5GHz帯ではC性
(スミスチャートの下側)を示している。このことは、
従来技術としての図10に示したLC並列共振回路9の
場合と同様である。
(S11)の周波数特性は、図4において太い実線で示す
ように、スミスチャート上で、インダクタンス性(L
性)からキャパシタンス性(C性)へと延びる円の軌跡
を描いている。すなわち、800MHz帯ではL性(ス
ミスチャートの上側)を示し、1.5GHz帯ではC性
(スミスチャートの下側)を示している。このことは、
従来技術としての図10に示したLC並列共振回路9の
場合と同様である。
【0036】しかしながら、図1に示したLC並列共振
回路31の場合には、インピーダンス(S11)の周波数
特性を示す軌跡は、スミスチャート上で左側に移動し、
したがって、たとえば1.2GHzの周波数において、
右端の無限大を示す点を通っていない。このことから、
図1に示した複共振アンテナ装置21は、通過特性S 21
において、図3に示すように、2つの共振周波数f1 お
よびf2 の間に、利得の落ち込みとなるノッチ20が生
じていないのである。
回路31の場合には、インピーダンス(S11)の周波数
特性を示す軌跡は、スミスチャート上で左側に移動し、
したがって、たとえば1.2GHzの周波数において、
右端の無限大を示す点を通っていない。このことから、
図1に示した複共振アンテナ装置21は、通過特性S 21
において、図3に示すように、2つの共振周波数f1 お
よびf2 の間に、利得の落ち込みとなるノッチ20が生
じていないのである。
【0037】また、図4には、アンテナ素子22のイン
ピーダンス(S11)の周波数特性が太い破線によって示
されている。開放系のアンテナ素子22のインピーダン
ス(S11)の周波数特性は、オープン端であって、C性
からL性へと延びる円の軌跡を描いている。この場合、
アンテナ素子22の共振周波数ならびにLC並列共振回
路31に備える素子25、26および28〜30の各々
の特性値を適当に選べば、800MHz帯および1.5
GHz帯において複素共役を作ること(スミスチャート
上で上下対称の位置にもたらすこと)ができ、それぞれ
の周波数で整合をとること、すなわち共振させることが
できる。
ピーダンス(S11)の周波数特性が太い破線によって示
されている。開放系のアンテナ素子22のインピーダン
ス(S11)の周波数特性は、オープン端であって、C性
からL性へと延びる円の軌跡を描いている。この場合、
アンテナ素子22の共振周波数ならびにLC並列共振回
路31に備える素子25、26および28〜30の各々
の特性値を適当に選べば、800MHz帯および1.5
GHz帯において複素共役を作ること(スミスチャート
上で上下対称の位置にもたらすこと)ができ、それぞれ
の周波数で整合をとること、すなわち共振させることが
できる。
【0038】以下に、より具体的な実施例について説明
する。なお、この実施例では、EPDC800(800
MHz帯)およびPDC1500(1.5GHz帯)用
の2つの周波数帯域で共振する複共振アンテナ装置を例
にとって説明する。
する。なお、この実施例では、EPDC800(800
MHz帯)およびPDC1500(1.5GHz帯)用
の2つの周波数帯域で共振する複共振アンテナ装置を例
にとって説明する。
【0039】図1に示した複共振アンテナ装置21にお
いて、LC並列共振回路31がない状態では、たとえ
ば、1.2GHz付近に、1つの共振が現れ、他方、図
1に示すように、LC並列共振回路31を追加すること
によって、f1 =850MHzおよびf2 =1.5GH
zの各付近に2つの共振が現れるとする。
いて、LC並列共振回路31がない状態では、たとえ
ば、1.2GHz付近に、1つの共振が現れ、他方、図
1に示すように、LC並列共振回路31を追加すること
によって、f1 =850MHzおよびf2 =1.5GH
zの各付近に2つの共振が現れるとする。
【0040】この場合、LC並列共振回路31は、85
0MHz付近でL性になり、1.5GHz帯域ではC性
になるLC並列共振回路を構成している。
0MHz付近でL性になり、1.5GHz帯域ではC性
になるLC並列共振回路を構成している。
【0041】したがって、複共振アンテナ装置21によ
れば、LC並列共振回路31が、インピーダンスが無限
大になる反共振点を持たず、2つの周波数帯域でそれぞ
れL性およびC性を発現しながら、これら2つの周波数
帯域で共振が生じるようにしているので、前述したよう
に、ノッチを生じなくすることができる。
れば、LC並列共振回路31が、インピーダンスが無限
大になる反共振点を持たず、2つの周波数帯域でそれぞ
れL性およびC性を発現しながら、これら2つの周波数
帯域で共振が生じるようにしているので、前述したよう
に、ノッチを生じなくすることができる。
【0042】ある特定的な具体例に基づき、図2に示し
た実装状態を採用しながら、図1に示した複共振アンテ
ナ装置21および従来の図10に示した複共振アンテナ
装置1の各々の周波数特性を求めたところ、表1および
表2に示すような代表的な特性が得られた。表1は、図
1に示した複共振アンテナ装置21の代表的な周波数特
性を示し、表2は、図10に示した複共振アンテナ装置
1の代表的な周波数特性を示している。
た実装状態を採用しながら、図1に示した複共振アンテ
ナ装置21および従来の図10に示した複共振アンテナ
装置1の各々の周波数特性を求めたところ、表1および
表2に示すような代表的な特性が得られた。表1は、図
1に示した複共振アンテナ装置21の代表的な周波数特
性を示し、表2は、図10に示した複共振アンテナ装置
1の代表的な周波数特性を示している。
【0043】
【表1】
【0044】
【表2】
【0045】表1および表2を比較すれば、表1に示す
図1の複共振アンテナ装置21において、利得の改善が
図られていることがわかる。
図1の複共振アンテナ装置21において、利得の改善が
図られていることがわかる。
【0046】図5は、この発明の第2の実施形態による
複共振アンテナ装置41を示す回路図である。
複共振アンテナ装置41を示す回路図である。
【0047】図5を参照して、複共振アンテナ装置41
は、2個のアンテナ素子42および43を備えている。
これらアンテナ素子42および43としては、たとえ
ば、800MHzおよび1.5GHzというように、互
いに異なる共振周波数を有するものが用いられる。アン
テナ素子42および43には、給電回路44から1個の
給電点45を介して電力が供給される。
は、2個のアンテナ素子42および43を備えている。
これらアンテナ素子42および43としては、たとえ
ば、800MHzおよび1.5GHzというように、互
いに異なる共振周波数を有するものが用いられる。アン
テナ素子42および43には、給電回路44から1個の
給電点45を介して電力が供給される。
【0048】アンテナ素子42および43の少なくとも
一方と給電回路44との間、この実施形態では、アンテ
ナ素子43と給電回路44との間には、2つのキャパシ
タンス素子48および49が直列接続され、これらキャ
パシタンス素子48および49の中間点とグラウンドと
の間には、シャント素子としてのインダクタ46が接続
され、それによって、これらキャパシタンス素子48お
よび49ならびにインダクタンス素子46からなるT型
LC回路50が構成される。
一方と給電回路44との間、この実施形態では、アンテ
ナ素子43と給電回路44との間には、2つのキャパシ
タンス素子48および49が直列接続され、これらキャ
パシタンス素子48および49の中間点とグラウンドと
の間には、シャント素子としてのインダクタ46が接続
され、それによって、これらキャパシタンス素子48お
よび49ならびにインダクタンス素子46からなるT型
LC回路50が構成される。
【0049】また、給電点45とグラウンドとの間に
は、インダクタンス素子47が接続される。このインダ
クタンス素子47は、アンテナ素子42および43の入
力インピーダンスと給電回路44のインピーダンスとの
整合をとるためのものである。
は、インダクタンス素子47が接続される。このインダ
クタンス素子47は、アンテナ素子42および43の入
力インピーダンスと給電回路44のインピーダンスとの
整合をとるためのものである。
【0050】上述したアンテナ素子42および43につ
いても、それぞれ、チップアンテナを用いることがで
き、このように、チップアンテナが用いられた場合、図
6に示すようなアンテナ素子42および43の実装状態
を採用することができる。すなわち、アンテナ素子42
および43は、並んだ状態で実装基板32上の導体切欠
き領域34内に実装されることができる。
いても、それぞれ、チップアンテナを用いることがで
き、このように、チップアンテナが用いられた場合、図
6に示すようなアンテナ素子42および43の実装状態
を採用することができる。すなわち、アンテナ素子42
および43は、並んだ状態で実装基板32上の導体切欠
き領域34内に実装されることができる。
【0051】また、図6には、上述のアンテナ素子42
および43に接続されるT型LC回路50およびインダ
クタンス素子47の実装状態も示されている。
および43に接続されるT型LC回路50およびインダ
クタンス素子47の実装状態も示されている。
【0052】実装基板32上の導体切欠き領域34内に
は、配線導体膜36が形成され、この配線導体膜36に
電気的に接続され、また、必要に応じて、接地導体膜3
3に電気的に接続されるように、前述したインダクタン
ス素子46および47ならびにキャパシタンス素子48
および49の各々を構成するチップ部品が実装されてい
る。
は、配線導体膜36が形成され、この配線導体膜36に
電気的に接続され、また、必要に応じて、接地導体膜3
3に電気的に接続されるように、前述したインダクタン
ス素子46および47ならびにキャパシタンス素子48
および49の各々を構成するチップ部品が実装されてい
る。
【0053】図6において、図5に示した要素に相当す
る要素には同様の参照符号が付されているので、図5お
よび図6をともに参照すれば、実装基板32上での各部
品の実装状態を理解できるであろう。
る要素には同様の参照符号が付されているので、図5お
よび図6をともに参照すれば、実装基板32上での各部
品の実装状態を理解できるであろう。
【0054】この実施形態によっても、上述のような構
成のT型LC回路50を備えているので、図3に示した
特性図の場合と同様、アンテナ素子42の共振周波数f
1 とアンテナ素子43の共振周波数f2 との間でノッチ
を生じないようにすることができる。このことを、以下
に、より詳細に説明する。
成のT型LC回路50を備えているので、図3に示した
特性図の場合と同様、アンテナ素子42の共振周波数f
1 とアンテナ素子43の共振周波数f2 との間でノッチ
を生じないようにすることができる。このことを、以下
に、より詳細に説明する。
【0055】図6に示すように、アンテナ素子42およ
び43を近接して配置すると、2個のアンテナ素子42
および43間に容量結合が生じる。また、アンテナ素子
42および43は、それぞれ、インダクタンス成分を有
する。したがって、図7に示すように、アンテナ42の
インダクタンス成分、アンテナ43のインダクタンス成
分および両者の容量結合による容量Cによって、並列共
振回路が形成される。このような並列共振回路によれ
ば、従来技術としての図10に示したLC並列共振回路
9の場合と同様、インピーダンスが無限大になる周波数
が存在し、ノッチの原因となる。
び43を近接して配置すると、2個のアンテナ素子42
および43間に容量結合が生じる。また、アンテナ素子
42および43は、それぞれ、インダクタンス成分を有
する。したがって、図7に示すように、アンテナ42の
インダクタンス成分、アンテナ43のインダクタンス成
分および両者の容量結合による容量Cによって、並列共
振回路が形成される。このような並列共振回路によれ
ば、従来技術としての図10に示したLC並列共振回路
9の場合と同様、インピーダンスが無限大になる周波数
が存在し、ノッチの原因となる。
【0056】これに対して、この実施形態によれば、図
5に示すようなT型LC回路50がアンテナ素子42お
よび43の少なくとも一方と給電回路44との間に挿入
されるので、第1の実施形態において図4を参照して説
明したのと同様、インピーダンスが無限大となる周波数
がなくなり、したがって、アンテナ素子42の共振周波
数f1 とアンテナ素子42の共振周波数f2 との間でノ
ッチを生じないようにすることができる。
5に示すようなT型LC回路50がアンテナ素子42お
よび43の少なくとも一方と給電回路44との間に挿入
されるので、第1の実施形態において図4を参照して説
明したのと同様、インピーダンスが無限大となる周波数
がなくなり、したがって、アンテナ素子42の共振周波
数f1 とアンテナ素子42の共振周波数f2 との間でノ
ッチを生じないようにすることができる。
【0057】ある特定的な具体例に基づき、図6に示し
た実装状態を採用しながら、図5に示した複共振アンテ
ナ装置41および従来の図11に示した複共振アンテナ
装置11の各々の周波数特性を求めたところ、表3およ
び表4に示すような代表的な特性が得られた。表3は、
図5の複共振アンテナ装置41の代表的な周波数特性を
示し、表4は、図11の複共振アンテナ装置11の代表
的な周波数特性を示している。
た実装状態を採用しながら、図5に示した複共振アンテ
ナ装置41および従来の図11に示した複共振アンテナ
装置11の各々の周波数特性を求めたところ、表3およ
び表4に示すような代表的な特性が得られた。表3は、
図5の複共振アンテナ装置41の代表的な周波数特性を
示し、表4は、図11の複共振アンテナ装置11の代表
的な周波数特性を示している。
【0058】
【表3】
【0059】
【表4】
【0060】表3および表4を比較すれば、表3に示し
た図5の複共振アンテナ装置41において、利得の改善
が図られていることがわかる。
た図5の複共振アンテナ装置41において、利得の改善
が図られていることがわかる。
【0061】以上説明した第1および第2の実施形態に
おいて、LC並列共振回路31およびT型LC回路50
について、以下のような変更も可能である。
おいて、LC並列共振回路31およびT型LC回路50
について、以下のような変更も可能である。
【0062】たとえば、図1に示した複共振アンテナ装
置21について説明すると、キャパシタンス素子29お
よび30の一方はインダクタンス素子に置き換えられて
もよく、インダクタンス素子25はキャパシタンス素子
に置き換えられてもよい。
置21について説明すると、キャパシタンス素子29お
よび30の一方はインダクタンス素子に置き換えられて
もよく、インダクタンス素子25はキャパシタンス素子
に置き換えられてもよい。
【0063】また、シャント素子としてのインダクタン
ス素子26との間でキャパシタンス素子29を挟むよう
に、もう1つのシャント素子としてのインダクタンス素
子を設け、LC並列共振回路31が、その少なくとも一
部において、π型回路を構成するようにしてもよい。
ス素子26との間でキャパシタンス素子29を挟むよう
に、もう1つのシャント素子としてのインダクタンス素
子を設け、LC並列共振回路31が、その少なくとも一
部において、π型回路を構成するようにしてもよい。
【0064】これらのことは、図5に示した複共振アン
テナ装置41についても言える。
テナ装置41についても言える。
【0065】図8は、この発明の第3の実施形態による
複共振アンテナ装置51を示す回路図である。
複共振アンテナ装置51を示す回路図である。
【0066】図8に示すように、複共振アンテナ装置5
1は、1個のアンテナ素子52を備え、このアンテナ素
子52には、給電回路53から1個の給電点54を介し
て電力が供給される。
1は、1個のアンテナ素子52を備え、このアンテナ素
子52には、給電回路53から1個の給電点54を介し
て電力が供給される。
【0067】また、複共振アンテナ装置51は、アンテ
ナ素子52の利得劣化を防止するためのLC並列共振回
路55を備えている。LC並列共振回路55は、前述し
たLC並列共振回路31の場合と同様、インダクタンス
素子56ならびにキャパシタンス素子57および58を
備え、シャント素子としてのインダクタンス素子56と
アンテナ素子52に直列に接続されるキャパシタンス素
子57および58とによってT型回路を構成している。
ナ素子52の利得劣化を防止するためのLC並列共振回
路55を備えている。LC並列共振回路55は、前述し
たLC並列共振回路31の場合と同様、インダクタンス
素子56ならびにキャパシタンス素子57および58を
備え、シャント素子としてのインダクタンス素子56と
アンテナ素子52に直列に接続されるキャパシタンス素
子57および58とによってT型回路を構成している。
【0068】この実施形態では、複共振アンテナ装置5
1が、ダイオード59を含むダイオードスイッチ回路6
0をさらに備えることを特徴としている。ダイオードス
イッチ回路60は、LC並列共振回路55に備えるイン
ダクタンス素子L2およびキャパシタンス素子C2から
なる直列回路と給電回路53との間に挿入され、LC並
列共振回路55に備えるインダクタンス素子56とキャ
パシタンス素子57および58とからなるT型回路と並
列接続される。
1が、ダイオード59を含むダイオードスイッチ回路6
0をさらに備えることを特徴としている。ダイオードス
イッチ回路60は、LC並列共振回路55に備えるイン
ダクタンス素子L2およびキャパシタンス素子C2から
なる直列回路と給電回路53との間に挿入され、LC並
列共振回路55に備えるインダクタンス素子56とキャ
パシタンス素子57および58とからなるT型回路と並
列接続される。
【0069】ダイオードスイッチ回路60は、共振する
周波数帯域数を増加させるためのものであり、たとえ
ば、ダイオードスイッチ回路60のオン・オフにより、
EPDC800の800MHz−デジタル帯域(810
〜843MHz)と800MHz−アナログ帯域(87
0〜885MHz)とに切り替えることができ、その結
果、3つの周波数帯域、たとえば、800MHz−デジ
タル帯域、800MHz−アナログ帯域および1.5G
Hz帯域に対応させることができる。
周波数帯域数を増加させるためのものであり、たとえ
ば、ダイオードスイッチ回路60のオン・オフにより、
EPDC800の800MHz−デジタル帯域(810
〜843MHz)と800MHz−アナログ帯域(87
0〜885MHz)とに切り替えることができ、その結
果、3つの周波数帯域、たとえば、800MHz−デジ
タル帯域、800MHz−アナログ帯域および1.5G
Hz帯域に対応させることができる。
【0070】ダイオードスイッチ回路60の動作をより
具体的に説明する。
具体的に説明する。
【0071】ダイオードスイッチ回路60がオン状態の
とき、ダイオード59がショート状態で、インピーダン
スが低くなる。このとき、ダイオードスイッチ回路60
に備えるインダクタンス素子L1およびキャパシタンス
素子C1には電流が実質的に流れない。したがって、ダ
イオードスイッチ回路60がないのと実質的に同じ状態
となり、800MGz−アナログ帯域および1.5GH
z帯域の2つの周波数帯域で共振させることができる。
とき、ダイオード59がショート状態で、インピーダン
スが低くなる。このとき、ダイオードスイッチ回路60
に備えるインダクタンス素子L1およびキャパシタンス
素子C1には電流が実質的に流れない。したがって、ダ
イオードスイッチ回路60がないのと実質的に同じ状態
となり、800MGz−アナログ帯域および1.5GH
z帯域の2つの周波数帯域で共振させることができる。
【0072】他方、ダイオードスイッチ回路60がオフ
状態とされたとき、ダイオード59がオープン状態で、
インピーダンスが高くなる。このとき、ダイオードスイ
ッチ回路60に備えるインダクタンス素子L1およびキ
ャパシタンス素子C1側に電流が流れる。したがって、
これらインダクタンス素子L1およびキャパシタンス素
子C1の各々のインダクタンス成分およびキャパシタン
ス成分が、LC並列共振回路55におけるインダクタン
ス素子L2およびキャパシタンス素子C2の各々のイン
ダクタンス成分およびキャパシタンス成分に加えられる
ことになり、結果として、LC並列共振回路55の各素
子の特性値が変わり、800MGz−デジタル帯域の周
波数帯域で共振させることができる。
状態とされたとき、ダイオード59がオープン状態で、
インピーダンスが高くなる。このとき、ダイオードスイ
ッチ回路60に備えるインダクタンス素子L1およびキ
ャパシタンス素子C1側に電流が流れる。したがって、
これらインダクタンス素子L1およびキャパシタンス素
子C1の各々のインダクタンス成分およびキャパシタン
ス成分が、LC並列共振回路55におけるインダクタン
ス素子L2およびキャパシタンス素子C2の各々のイン
ダクタンス成分およびキャパシタンス成分に加えられる
ことになり、結果として、LC並列共振回路55の各素
子の特性値が変わり、800MGz−デジタル帯域の周
波数帯域で共振させることができる。
【0073】また、この実施形態においても、インダク
タンス素子56ならびにキャパシタンス素子57および
58からなるT型回路を含むLC並列共振回路55を備
えているので、利得の落ち込み点すなわちノッチをなく
すことができる。
タンス素子56ならびにキャパシタンス素子57および
58からなるT型回路を含むLC並列共振回路55を備
えているので、利得の落ち込み点すなわちノッチをなく
すことができる。
【0074】上述したアンテナ素子52についても、チ
ップアンテナを用いることができ、このように、チップ
アンテナが用いられた場合、図9に示すようなアンテナ
素子52の実装状態を採用することができる。すなわ
ち、アンテナ素子52は、実装基板32上の導体切欠き
領域34内に実装されることができる。
ップアンテナを用いることができ、このように、チップ
アンテナが用いられた場合、図9に示すようなアンテナ
素子52の実装状態を採用することができる。すなわ
ち、アンテナ素子52は、実装基板32上の導体切欠き
領域34内に実装されることができる。
【0075】また、実装基板32上の導体切欠き領域3
4内には、配線導体膜37が形成され、この配線導体膜
37および接地導体膜33に電気的に接続されるよう
に、前述したLC並列共振回路55およびダイオードス
イッチ回路60等を一体化したモジュールチップ38が
実装されている。なお、モジュールチップ38は、図2
または図6に示すような複数個のチップ部品に置き換え
られてもよい。
4内には、配線導体膜37が形成され、この配線導体膜
37および接地導体膜33に電気的に接続されるよう
に、前述したLC並列共振回路55およびダイオードス
イッチ回路60等を一体化したモジュールチップ38が
実装されている。なお、モジュールチップ38は、図2
または図6に示すような複数個のチップ部品に置き換え
られてもよい。
【0076】ある特定的な具体例に基づき、図8に示し
た複共振アンテナ装置51の周波数特性を求めたとこ
ろ、表5に示すような代表的な特性が得られた。表5に
おいて、「800MHz−D」および「800MHz−
A」は、それぞれ、「800MHz−デジタル帯域」お
よび「800MHz−アナログ帯域」を示している。
た複共振アンテナ装置51の周波数特性を求めたとこ
ろ、表5に示すような代表的な特性が得られた。表5に
おいて、「800MHz−D」および「800MHz−
A」は、それぞれ、「800MHz−デジタル帯域」お
よび「800MHz−アナログ帯域」を示している。
【0077】
【表5】
【0078】また、上述した特定的な実施例では、EP
DC800とPDC1500用の複共振アンテナ装置に
ついて説明したが、これに限定されるものではなく、た
とえば、EPDC800とGPS、EPDC800とP
HSなど、他の組合せでもよい。
DC800とPDC1500用の複共振アンテナ装置に
ついて説明したが、これに限定されるものではなく、た
とえば、EPDC800とGPS、EPDC800とP
HSなど、他の組合せでもよい。
【0079】
【発明の効果】以上のように、この発明によれば、1個
のアンテナ素子を用いて複共振アンテナ装置を実現しよ
うとするとき、アンテナ素子を複数の周波数帯域で共振
させるためのLC共振回路が、所定の周波数帯域でイン
ピーダンスが無限大になるのを防ぐためのインダクタン
ス素子およびキャパシタンス素子からなるT型回路また
はπ型回路を備えているので、2つの共振周波数の間に
おいて、利得の落ち込み点すなわちノッチをなくするこ
とができ、利得の劣化を防止することができる。
のアンテナ素子を用いて複共振アンテナ装置を実現しよ
うとするとき、アンテナ素子を複数の周波数帯域で共振
させるためのLC共振回路が、所定の周波数帯域でイン
ピーダンスが無限大になるのを防ぐためのインダクタン
ス素子およびキャパシタンス素子からなるT型回路また
はπ型回路を備えているので、2つの共振周波数の間に
おいて、利得の落ち込み点すなわちノッチをなくするこ
とができ、利得の劣化を防止することができる。
【0080】上述の場合において、T型回路またはπ型
回路に並列接続されるダイオードスイッチ回路をさらに
備えていると、このダイオードスイッチ回路をオン・オ
フすることにより、アンテナ素子を3つ以上の周波数帯
域で共振させることができる。
回路に並列接続されるダイオードスイッチ回路をさらに
備えていると、このダイオードスイッチ回路をオン・オ
フすることにより、アンテナ素子を3つ以上の周波数帯
域で共振させることができる。
【0081】また、2個のアンテナ素子を用いて複共振
アンテナ装置を実現しようとするとき、複数の周波数帯
域で共振させるための2個のアンテナ素子が用いられ、
これらアンテナ素子のうちの少なくとも一方と給電点と
の間に、所定の周波数帯域でインピーダンスが無限大に
なるのを防ぐためのインダクタンス素子およびキャパシ
タンス素子からなるT型回路またはπ型回路を備えてい
るので、2つの共振周波数の間において、利得の落ち込
み点すなわちノッチをなくすることができ、利得の劣化
を防止することができる。
アンテナ装置を実現しようとするとき、複数の周波数帯
域で共振させるための2個のアンテナ素子が用いられ、
これらアンテナ素子のうちの少なくとも一方と給電点と
の間に、所定の周波数帯域でインピーダンスが無限大に
なるのを防ぐためのインダクタンス素子およびキャパシ
タンス素子からなるT型回路またはπ型回路を備えてい
るので、2つの共振周波数の間において、利得の落ち込
み点すなわちノッチをなくすることができ、利得の劣化
を防止することができる。
【図1】この発明の第1の実施形態による複共振アンテ
ナ装置21を示す回路図である。
ナ装置21を示す回路図である。
【図2】図1に示したアンテナ素子22等の実装基板3
2上での実装状態を示す平面図である。
2上での実装状態を示す平面図である。
【図3】図1に示した複共振アンテナ装置21によって
得られる周波数特性を示す図である。
得られる周波数特性を示す図である。
【図4】図1に示したLC並列共振回路31のインピー
ダンス(S11)の周波数特性およびアンテナ素子22の
インピーダンス(S11)の周波数特性をスミスチャート
で示した図である。
ダンス(S11)の周波数特性およびアンテナ素子22の
インピーダンス(S11)の周波数特性をスミスチャート
で示した図である。
【図5】この発明の第2の実施形態による複共振アンテ
ナ装置41を示す回路図である。
ナ装置41を示す回路図である。
【図6】図5に示した2個のアンテナ素子42および4
3等の実装基板32上での実装状態を示す図である。
3等の実装基板32上での実装状態を示す図である。
【図7】図5および図6に示すように、近接して配置さ
れた2個のアンテナ素子42および43によって与えら
れる容量結合状態を示す等価回路図である。
れた2個のアンテナ素子42および43によって与えら
れる容量結合状態を示す等価回路図である。
【図8】この発明の第3の実施形態による複共振アンテ
ナ装置51を示す回路図である。
ナ装置51を示す回路図である。
【図9】図8に示したアンテナ素子52等の実装基板3
2上での実装状態を示す平面図である。
2上での実装状態を示す平面図である。
【図10】この発明にとって興味ある従来の複共振アン
テナ装置1を示す回路図である。
テナ装置1を示す回路図である。
【図11】この発明にとって興味ある他の従来の複共振
アンテナ装置11を示す回路図である。
アンテナ装置11を示す回路図である。
【図12】図10または図11に示した複共振アンテナ
装置1または11の周波数特性を示す図である。
装置1または11の周波数特性を示す図である。
【図13】図10に示したLC並列共振回路9のインピ
ーダンス(S11)の周波数特性をスミスチャートで示し
た図である。
ーダンス(S11)の周波数特性をスミスチャートで示し
た図である。
21,41,51 複共振アンテナ装置
22,42,43,52 アンテナ素子
23,44,53 給電回路
24,45,54 給電点
25,26,27,46,47,56 インダクタンス
素子 28,29,30,48,49,57,58 キャパシ
タンス素子 31,55 LC並列共振回路 50 T型LC回路 60 ダイオードスイッチ回路
素子 28,29,30,48,49,57,58 キャパシ
タンス素子 31,55 LC並列共振回路 50 T型LC回路 60 ダイオードスイッチ回路
Claims (3)
- 【請求項1】 アンテナ素子と、前記アンテナ素子を複
数の周波数帯域で共振させるためのLC共振回路とを備
え、前記LC共振回路は、所定の周波数帯域でインピー
ダンスが無限大になるのを防ぐためのインダクタンス素
子およびキャパシタンス素子からなるT型回路またはπ
型回路を備える、複共振アンテナ装置。 - 【請求項2】 前記LC共振回路において、前記T型回
路またはπ型回路と並列接続されるダイオードスイッチ
回路をさらに備え、前記ダイオードスイッチ回路をオン
・オフすることにより、前記アンテナ素子を3つ以上の
周波数帯域で共振させるように構成された、請求項1に
記載の複共振アンテナ装置。 - 【請求項3】 複数の周波数帯域で共振させるための2
個のアンテナ素子を含む、複共振アンテナ装置であっ
て、前記アンテナ素子のうちの少なくとも一方と給電点
との間に、所定の周波数帯域でインピーダンスが無限大
になるのを防ぐためのインダクタンス素子およびキャパ
シタンス素子からなるT型回路またはπ型回路を備え
る、複共振アンテナ装置。
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