JP2004172714A - 周波数切替アンテナ、携帯通信端末 - Google Patents

Abstract

【課題】インピーダンス整合における不具合を解決し、アンテナ特性とＲＦ回路の性能を向上させ、設計自由度を高める。
【解決手段】周波数切替アンテナ部３０は、第１，第２給電点３，４によりエレメントの電気長が変化することで共振周波数を共用可能なアンテナエレメント１と、各給電点に個々に接続された給電線路２６，２７のうちの何れか一つを電気的に導通させて残りの給電線路を電気的に遮断させる第１，第２給電点用スイッチ５，６と、各給電線路上に個々に独立して設けられると共に給電点用スイッチを介して電気的に導通された給電点に接続されているエレメントのインピーダンス整合をとるための第１，第２整合回路７，８と、給電点用スイッチにより電気的に導通され且つ整合回路によりインピーダンス整合が取られた後の給電線路のみを選択するための給電線路切替スイッチ９とを有する。
【選択図】 図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、携帯電話機等に好適な周波数切替アンテナ及びその周波数切替アンテナを備えた携帯通信端末に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、無線通信を行うためのアンテナは、その無線通信時の使用周波数の波長に対応したエレメント長が必要となっている。一方、携帯電話機に代表される携帯通信端末は、ユーザが常に持ち歩くことを考慮して小型化されており、その結果、当該端末本体の大きさが上記使用周波数の波長に対応したエレメント長と比較して小さくなっていることが多い。したがって、従来より、携帯通信端末に使用されるアンテナは、その端末本体の大きさに合わせて小型化することが望まれている。但し、一般に、アンテナを小型化すると、低抵抗となるため、アンテナ効率が劣化してしまい、また同時に、高Ｑとなるために使用可能な周波数帯域幅が狭くなってしまう問題がある。
【０００３】
また、近年は、地上基地局との間の通信だけでなく、例えば、通信衛星との間の通信、テレビジョン放送の受信等の様々な用途に対応可能な携帯通信端末が望まれている。これら様々な用途に対応するためには、地上基地局との間の通信に使用する周波数帯域だけでなく、通信衛星が使用している周波数帯域や、テレビジョン放送にて使用されている周波数帯域など、複数の周波数帯域に対応したアンテナが必要となる。
【０００４】
これらのことから、例えば特許文献１には、アンテナ効率や使用可能な周波数帯域幅を考慮しつつアンテナを小型化すると共に、複数の周波数帯域にも対応可能な周波数切替式アンテナが開示されている。
【０００５】
図１０は、特許文献１に記載の周波数切替式アンテナの構成を示している。
【０００６】
この図１０に示す周波数切替式アンテナは、第１のアンテナエレメント１００と、当該第１のアンテナエレメント１００に直列に接続された第２のアンテナエレメント１０１と、上記第１のアンテナエレメント１００の下端部に配置された第１の給電点１１２と、第２のアンテナエレメント１０１の下端部に配置された第２の給電点１１３とを有している。この周波数切替式アンテナは、第１のアンテナエレメント１００が第１の周波数で共振し、第１及び第２アンテナエレメント１００，１０１からなるアンテナが第２の周波数で共振する。また、この周波数切替式アンテナは、第１，第２の給電点１１２，１１３に接続された第２，第３の給電線路１２１，１２２と、第２，第３の給電線路１２１，１２２を第１の給電線路１１６に切替接続するためのスイッチ１２３とを有する切替回路部１１４を備ている。そして、この周波数切替式アンテナは、インピーダンス制御切替部１１５が、上記スイッチ１２３を切り替えることにより、第１，第２の給電点１１２，１１３のうちで非接続状態の給電点に接続するインピーダンスを制御可能となされている。なお、第２の給電線路１２１の長さは、その電気長が第２の周波数の略々１／２波長となるように設定され、第３の給電線路１２２の長さは、第２のアンテナエレメント１０１と当該第３の給電線路１２２のトータルの電気長が第１の周波数の略々１／２波長となるように設定されている。
【０００７】
すなわちこの図１０に示す周波数切替式アンテナは、第１の給電線路１１６が、第２の給電線路１２１とスイッチ１２３を介して第１の給電点１１２に接続している場合、当該第１の給電点１１２から第２のアンテナエレメント１０１側をみたインピーダンスを例えば１／２波長のオープンスタブにし、アンテナエレメント上の分岐点（第１の給電点１１２）からみたインピーダンスをハイインピーダンスとすることで、インピーダンス整合における不具合を解決している。
【０００８】
【特許文献１】
特開平１１−１６３６２０号公報（図２）
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記周波数切替式アンテナの手法を用い、例えばＵＨＦ帯やＶＨＦ帯などのテレビジョン放送を携帯通信端末で受信することを考えた場合、当該テレビジョン放送の周波数帯域ではオープンスタブが長くなってしまう。すなわち、この場合の周波数切替式アンテナは、第３の給電線路１２２が非常に長くなって上記切替回路部１１４が大型化してしまい、携帯通信端末の小型化が困難になる。またこの場合、アンテナエレメントに接続されている給電点からＲＦ回路までの伝送線路が長くなってＲＦ信号の損失が発生し、その結果としてアンテナ効率が劣化してしまう。さらに、第２の給電点１１３にＲＦ信号が接続された場合、第１のアンテナエレメント１００には、１／２波長のオープンスタブとなる非放射モードの電流に加え、近接するアンテナエレメントとのカップリング（電磁結合）による放射モードの電流が誘起されることになり、その結果、インピーダンス整合における不具合が発生してしまう。また、上記１／２波長のオープンスタブとなるのは、使用周波数帯域が狭帯域の場合のみであり、使用周波数帯域が広帯域のアンテナシステムについては上記の手法は適用困難である。
【００１０】
本発明は、このような課題に鑑みてなされたものであり、インピーダンス整合における不具合を解決し、アンテナ特性を向上させ、さらにはＲＦ回路の性能を向上させると共に、設計自由度をも高めることが可能な、周波数切替アンテナ及び携帯通信端末を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明の周波数切替アンテナは、複数の給電点によりエレメントの電気長を変化させることにより複数の周波数で共振可能なアンテナエレメントと、各給電点に個々に接続された給電線路のうちの何れか一つを電気的に導通させて残りの給電線路を電気的に遮断させる切替部と、各給電線路上に個々に独立して設けられると共に切替部を介して電気的に導通された給電点に接続されているエレメントのインピーダンス整合をとる整合部と、切替部により電気的に導通され且つ整合部によりインピーダンス整合が取られた後の給電線路のみを選択する選択部とを有する。
【００１２】
また本発明の携帯通信端末は、本発明の周波数切替アンテナと、当該周波数切替アンテナを介して送受信される信号を処理する送受信信号処理部と、少なくとも上記選択部による給電線路の選択動作を制御する制御部とを有する。
【００１３】
すなわち本発明によれば、各給電線路が切替部により個々に電気的に遮断若しくは導通可能となされると共に、各給電線路（つまり各給電点）に対して個々に独立した整合部を設けることで、給電線路に接続されているエレメント毎にインピーダンス整合を図っている。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好ましい実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
【００１５】
図１は、アンテナエレメント１に複数の給電点３，４を設けてエレメントの電気長を変化させることで共振周波数を共用させる本実施の形態の周波数切替アンテナ部３０と、当該周波数切替アンテナ部３０に接続される高周波処理部（ＲＦ回路系）１０、及び、その高周波処理部１０に接続される信号処理部１１、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）２２等からなる携帯通信端末の概略構成を示す。なお、本実施の形態の携帯通信端末は、例えば携帯電話機であるとする。また、電源部等の図示は省略している。さらに、本実施の形態の周波数切替アンテナは、送信性能と受信性能に可逆性があるため、ここでは特に送信系、受信系の構成については特定せずに説明を進める。
【００１６】
［携帯通信端末の基本動作］
先ず、本実施の形態の携帯通信端末において通話を行う際の構成及び動作を簡単に説明する。なお、本実施の形態の携帯通信端末は、通話以外に、電子メールの送受信や、アプリケーションプログラムのダウンロード、そのアプリケーションプログラムの実行、インターネットへの接続等を行うための機能をも備えているが、ここではそれらの説明については割愛する。
【００１７】
図１に示す携帯通信端末において、本実施の形態の周波数切替アンテナ部３０にて受信された受信信号は、高周波処理部１０へ送られる。なお、周波数切替アンテナ部３０の詳細は後述する。高周波処理部１０は、受信信号を増幅し、Ｒ Ｆ帯域から中間周波数帯域への周波数変換、中間周波数帯域からベースバンドへの周波数変換、さらに帯域制限等を行った後、その受信信号を信号処理部１１のコミュニケーション信号処理部１１ａへ送る。なお、近年では、中間周波数帯のないダイレクトコンバージョン方式も適用されているが、本発明には直接関係はない。
【００１８】
上記受信信号を受け取ったコミュニケーション信号処理部１１ａは、その受信信号に逆拡散、デインターリーブ及び誤り訂正復号等の処理を行うことで、通信相手先が送信してきたデータ系列を再生する。また、コミュニケーション信号処理部１１ａは、上記データ系列のうち、音声データをディジタル／アナログ変換し、得られたアナログ音声信号を図示しないアンプを介してスピーカ１５へ送る。スピーカ１５は、そのアナログ音声信号により駆動される。これにより、通話相手先の端末からの通話音声が、当該スピーカ１５から出力されることになる。なお、詳細については省略するが、上記再生されたデータ系列のうち、音声データ以外のデータは、ＣＰＵ２２に送られ、当該ＣＰＵ２２によりそのデータに応じた処理がなされる。
【００１９】
一方、マイクロホン１６は、ユーザの通話音声等を電気信号（すなわちアナログ音声信号）に変換する。この通話音声のアナログ音声信号は、図示しないアンプにより増幅された後、コミュニケーション信号処理部１１ａへ送られる。コミュニケーション信号処理部１１ａは、当該アナログ音声信号を、所定のサンプリングレートでアナログ／ディジタル変換し、さらにそのディジタル音声データに対して誤り訂正符号化、インターリーブ、拡散処理などを施して送信信号を作成し、高周波処理部１０へ送る。この時の高周波処理部１０は、その送信信号をベースバンドから中間周波数帯域に変換し、さらに中間周波数帯域からＲＦ帯域への周波数変換を行った後、所定の送信電力に増幅する。その後、送信信号は、本実施の形態の周波数切替アンテナ部３０から無線送信される。
【００２０】
ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）２１は、ＣＰＵ２２が各部を制御するための制御プログラムや各種のアプリケーションプログラム、各種の初期設定値、フォントデータ、着信音の元になる音源データなどを記憶している。なお、このＲＯＭ２１は、ＥＥＰＲＯＭ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙ Ｅｒａｓａｂｌｅ ａｎｄ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）のような書き換え可能なＲＯＭであっても良い。ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）２０は、ＣＰＵ２２が各種のデータ処理を行う際の作業領域として、随時データを格納する。操作部１９は、ユーザにより操作されるテンキーや電源ボタン、通話ボタン、ジョグダイヤルなどの各種の操作子からなる。ユーザの操作に応じて操作部１９が発生した操作信号は、ＣＰＵ２２に送られる。ＣＰＵ２２は、ＲＯＭ２１に格納されている制御プログラムやアプリケーションプログラム、操作信号に基づいて、各部の動作を制御すると共に、各種の演算処理を行う。表示部２３は、液晶ディスプレイ等からなり、ＣＰＵ２２による制御の元で文字や画像等を表示する。
【００２１】
また、本実施の形態の携帯通信端末は、上記通話等のための構成以外に、例えばテレビジョン放送信号を処理するための構成としてテレビジョン信号処理部１１ｂをも備えている。当該テレビジョン信号処理部１１ｂは、上記周波数切替アンテナ部３０及び高周波処理部１０を介して受信したテレビジョン放送信号から、映像及び音声信号を生成し、映像信号を表示部２３へ、音声信号をスピーカ１７へ送る。これにより、本実施の形態の携帯通信端末のユーザは、テレビジョン放送の視聴も可能となる。
【００２２】
このように本実施の形態の携帯通信端末は、通話等のために地上基地局との間で行われる通信だけでなく、例えば、テレビジョン放送電波の受信と当該受信したテレビジョン放送信号から映像及び音声を生成して出力することも可能となされている。
【００２３】
したがって、本実施の形態の携帯通信端末の周波数切替アンテナ部３０は、地上基地局との間の通信に使用する周波数帯域（以下、通話周波数帯域と表記する）だけでなく、テレビジョン放送にて使用されている周波数帯域（以下、テレビジョン周波数帯域と表記する）にも対応している。もちろん、テレビジョン放送の受信のみならず、本実施の形態の携帯通信端末が、例えば、それぞれ使用周波数帯域の異なる複数の携帯電話通信システムに対応していたり、通信衛星との間の通信、無線ＬＡＮによる通信などの他の通信システムにも対応している場合、上記周波数切替アンテナ部３０は、それら各通信システムの各使用周波数帯域の何れにも対応するものとなされる。
【００２４】
［第１の実施の形態の周波数切替アンテナ部の構成及び動作］
本発明の第１の実施の形態の周波数切替アンテナ部３０について、図１を参照しながら説明する。
【００２５】
この第１の実施の形態の周波数切替アンテナ部３０において、アンテナエレメント１は、所望のアンテナ特性を実現するエレメント長を確保するために、一例として図１のように屈曲部分が直角に折り曲げられた櫛波形状（メアンダ）の放射導体パターンにより形成されている。当該アンテナエレメント１は、その下端部に第１給電点３が接続され、また、当該下端部と開放端部との間の所定の位置（以下、分岐点２５と呼ぶ）から第２給電点４までの間に、第２給電点用エレメント２が接続されている。上記第１給電点３と接続する第１給電線路２６上には、この給電線路２６を電気的に遮断若しくは導通させるための第１給電点用スイッチ５とインピーダンス整合用の第１整合回路７が設けられ、また、第２給電点４と接続する第２給電線路２７上には、当該給電線路２７を電気的に遮断若しくは導通させるための第２給電点用スイッチ６とインピーダンス整合用の第２整合回路８が設けられている。なお、第１，第２整合回路７，８は、例えばいわゆるπ型、Ｔ型、Ｌ型整合回路の何れであっても良い。上記第１整合回路７は、給電線路切替スイッチ９の被切替端子９ｂと接続され、第２整合回路８は、給電線路切替スイッチ９の被切替端子９ａと接続されている。そして、当該給電線路切替スイッチ９の共通端子９ｃは、高周波処理部１０と接続されている。すなわち、当該給電線路切替スイッチ９は、上記第１，第２整合回路７，８でのインピーダンス整合後の各給電線路２６，２７のうち何れか一つを選択し、高周波処理部１０に接続させる。
【００２６】
ここで、本実施の形態によれば、周波数切替アンテナ部３０は、前述したように、通話等のための通信に使用される周波数帯域（通話周波数帯域）とテレビジョン放送に使用される周波数帯域（テレビジョン周波数帯域）に対応可能となされている。また、本実施の形態によれば、上記ＣＰＵ２２は、例えば操作部１９を介してユーザから通話機能を動作させる旨の指示若しくはテレビジョン放送の受信機能を動作させる旨の指示のうち何れかの指示がなされたとき、その指示に応じて、上記第１，第２給電点用スイッチ５，６と給電線路切替スイッチ９の切替制御を行う。
【００２７】
具体的の説明すると、ＣＰＵ２２は、通話機能を動作させる旨の指示を受け取ったとき、給電線路切替スイッチ９の被切替端子９ａと共通端子９ｃを接続させる切替制御を行うと同時に、第１給電点用スイッチ５を開放状態（電気的遮断状態）とし、第２給電点用スイッチ６を導通状態とする切替制御を行う。したがって、この場合の周波数切替アンテナ部３０は、アンテナエレメント１の開放端部から上記分岐点２５までのエレメント及び上記第２給電点用エレメント２からなるエレメント長のアンテナが形成されることになる。すなわち、このときのエレメント長は、例えば、通話周波数帯域で共振するための長さとなる。また、このときの第２整合回路８は、当該エレメント長のアンテナに対応してインピーダンス整合を行う。
【００２８】
一方、ＣＰＵ２２は、テレビジョン放送受信機能を動作させる旨の指示を受け取ったとき、給電線路切替スイッチ９の被切替端子９ｂと共通端子９ｃを接続させる切替制御を行うと同時に、第１給電点用スイッチ５を導通状態とし、第２給電点用スイッチ６を開放状態（電気的遮断状態）とする切替制御を行う。したがって、この場合の周波数切替アンテナ部３０では、アンテナエレメント１の全エレメント長のアンテナが形成されることになる。すなわち、このときのエレメント長は、例えば、テレビジョン周波数帯域で共振するための長さとなる。また、このときの第１整合回路７は、当該エレメント長のアンテナに対応してインピーダンス整合を行う。
【００２９】
このように、本実施の形態の周波数切替アンテナ部３０は、第１，第２給電線路２６，２７が、第１，第２給電点用スイッチ５，６によりそれぞれ電気的に遮断若しくは導通状態に切替可能になされていると共に、それら第１，第２給電線路２６，２７（つまり第１，第２給電点３，４）に対してそれぞれ独立した第１，第２整合回路７，８を設けているため、個々のインピーダンス整合が容易になっている。また、本実施の形態の周波数切替アンテナ部３０は、第１，第２給電点３，４と第１，第２整合回路７，８の間に、第１，第２給電点用スイッチ５，６を設けることにより、第１，第２給電線路２６，２７のうちで何れか使用されていない方の整合回路による影響が、使用されている方へ及んでしまうことを防止できる。
【００３０】
また、本実施の形態において、上記第１給電点３から高周波処理部１０までの給電線路長と、上記第２給電点４から高周波処理部１０までの給電線路長が、共に使用周波数の１／４波長以下となされている。
【００３１】
このように、本実施の形態の周波数切替アンテナ部３０は、給電線路長が最短（本実施の形態では使用周波数の１／４波長以下）になされているため、伝送線路（給電線路）による損失を低減することができる。また、本実施の形態の周波数切替アンテナ部３０は、第１，第２給電点３，４のそれぞれ直近に第１，第２給電点用スイッチ５，６が設けられているため、上記第１，第２給電点用スイッチ５，６の一方が電気的に導通状態で他方が遮断状態になされた時、つまり他方がオープンスタブになったときでも、そのオープンスタブになっている方の給電線路及びエレメントに誘起される電流を低減でき、且つ、上記導通状態の給電線路上の整合回路によるインピーダンス整合も容易となっている。
【００３２】
さらに、本実施の形態の周波数切替アンテナ部３０は、上記アンテナエレメント１上の分岐点２５からみて給電線路に接続されていない側のエレメントのインピーダンスがオープンスタブとして動作することにより整合を図る特性インピーダンスよりも、給電線路に接続されている給電点側からみた特性インピーダンスがハイインピーダンスになるように、上記分岐点２５から第１，第２給電点３，４までのエレメント長、つまり、アンテナエレメント１上の分岐点２５の位置と第２給電点用エレメント２のエレメント長が調整されている。但し、その調整量は１／４波長以下である。また、このときの第１，第２整合回路７，８は、上記ハイインピーダンスを、上記特性インピーダンスにコンバートすることも行う。
【００３３】
このように、本実施の形態の周波数切替アンテナ部３０は、給電線路に接続されている給電点側からみた特性インピーダンスがハイインピーダンスになるように分岐点２５の位置と第２給電点用エレメント２の長さを調整することにより、電気的に導通状態となっている方の給電点用スイッチによる信号損失の割合を等価的に低減している。
【００３４】
［第２の実施の形態の周波数切替アンテナ部の構成及び動作］
次に、本発明の第２の実施の形態の周波数切替アンテナ部３０について、図２を参照しながら説明する。なお、図２は、周波数切替アンテナ部３０のみを示し、他の高周波処理部１０以降の構成の図示は省略している。また、これ以降、図１と重複する部分の説明については省略する。
【００３５】
図２に示す本発明の第２の実施の形態の周波数切替アンテナ部３０は、第１，第２給電点３，４と第１，第２整合回路７，８の間に、ＧａＡｓ（ガリウムヒ素）製のＮＰＮＴ（Ｎ−Ｐｏｌｅ Ｎ−Ｔｈｒｏｗ）スイッチ４１を使用する。なお、本実施の形態の場合、給電線路は２本であるため、ＮＰＮＴスイッチ４１は、ＤＰＤＴ（Ｄｏｕｂｌｅ−Ｐｏｌｅ Ｄｏｕｂｌｅ−Ｔｈｒｏｗ）スイッチ４１である。そして、当該ＤＰＤＴスイッチ４１の一方のスイッチ４１ｂは第１給電線路２６と接続され、他方のスイッチ４１ａは第２給電線路２７と接続されている。
【００３６】
この第２の実施の形態の周波数切替アンテナ部３０によれば、駆動電流が少ないＧａＡｓ製のＮＰＮＴスイッチを使用することで消費電力を減らすことができる。その結果、当該携帯通信端末は、使用時間を延ばすこと、或いはバッテリの小型化を実現可能となる。
【００３７】
［第３の実施の形態の周波数切替アンテナ部の構成及び動作］
次に、本発明の第３の実施の形態の周波数切替アンテナ部３０について、図３を参照しながら説明する。なお、図３は、周波数切替アンテナ部３０のみを示し、図１と重複する部分の説明については省略する。
【００３８】
図３に示す本発明の第３の実施の形態の周波数切替アンテナ部３０は、第１，第２給電点３，４と第１，第２整合回路７，８の間に、アノードが給電点側となりカソードが整合回路側となる第１，第２ＰＮＩダイオード４２，４３を第１，第２給電点用スイッチ５，６に代えて設ける。すなわち、これら第１，第２ＰＩＮダイオード４２，４３へ流す順，逆バイアス電流を切り替えることで、これら第１，第２ＰＩＮダイオード４２，４３は、前記第１，第２給電点用スイッチ５，６と等価になる。
【００３９】
この第３の実施の形態の周波数切替アンテナ部３０によれば、安価なＰＮＩダイオード４２，４３を用いることで、低価格の携帯通信端末実現し、また、周波数切替アンテナを使用することによる携帯通信端末の価格上昇を抑えることが可能となる。
【００４０】
［第４の実施の形態の周波数切替アンテナ部の構成及び動作］
次に、本発明の第４の実施の形態の周波数切替アンテナ部３０について、図４を参照しながら説明する。なお、図４において図１と重複する部分の説明については省略する。
【００４１】
図４に示す本発明の第４の実施の形態の周波数切替アンテナ部３０は、第１，第２整合回路７，８と給電線路切替スイッチ９の被切替端子９ｂ，９ａとの間に、第１給電線路用高周波処理部４４と第２給電線路用高周波処理部４５を設けている。したがって、この図４の例の場合、給電線路切替スイッチ９の共通切替端子９ｃは、図１の信号処理部１１に直接接続されることになる。
【００４２】
この第４の実施の形態の周波数切替アンテナ部３０によれば、第１，第２給電線路用高周波処理部４４，４５を設け、２系統の高周波信号を別々に処理するため、一つの高周波処理回路により２種類の周波数の信号を扱う場合よりも処理が容易になり、また、２種類の周波数の信号を同時に扱える高周波処理回路よりもコストを低減することができる。
【００４３】
なお、前述の図１０で説明した従来の周波数切替式アンテナを用い、２つの周波数帯域を利用できる携帯通信端末を考えてみた場合、当該携帯通信端末は、それら２つの周波数に対応した２つのＲＦ回路を備えることになる。ここで、従来の周波数切替式アンテナは、前記図１０に示したように、２系統の信号線路をスイッチ１２３により１系統の信号線路にまとめているため、そのスイッチ１２３の後段には当該１系統の信号線路を２系統の信号線路に戻して上記２つのＲＦ回路に各々接続するためのスイッチ若しくは分波器が必要となる。すなわち、前述した従来の周波数切替式アンテナを携帯通信端末に適用した場合、２つのＲＦ回路からの２系統の信号線路を１系統の信号線路へまとめる手段と、アンテナからの１系統の信号線路を２系統の信号線路に分けるための手段が必要になる。したがって、従来の周波数切替式アンテナを使用した携帯通信端末は、信号の損失が大きく、同時に回路規模も大きくなる問題がある。これに対して、当該第４の実施の形態の周波数切替アンテナ部３０を使用した携帯通信端末は、そのような１系統を２系統へ分波したり、２系統を１系統にまとめるための手段が不要となり、信号の損失を低減できると共に回路規模の増大の防止と低コスト化を図ることができる。
【００４４】
［電磁界シミュレーション結果］
次に、本発明の周波数切替アンテナを用いた場合の電磁界シミュレーションの結果について説明する。なお、以下の電磁界シミュレーション結果は、例えば図５に示すように、アンテナエレメント１のパターンの大きさが４０×４０（ｍｍ）でパターン幅が１（ｍｍ）、地板５０の大きさが７０×４０（ｍｍ）で厚さ１（ｍｍ）の場合の実験結果を表したものであり、上述の実施の形態で説明した携帯電話通信システムの周波数帯域やテレビジョン放送の周波数帯域に対応した測定例を挙げたものではない。
【００４５】
図６，図７は、第１給電点３側の周波数帯域におけるスミスチャートとＶＳＷＲ（Ｖｏｌｔａｇｅ Ｓｔａｎｄｉｎｇ Ｗａｖｅ Ｒａｔｉｏ：電圧定在波比）特性を示す。また、図８，図９は、第２給電点４側の周波数帯域におけるスミスチャートとＶＳＷＲ特性を示す。これら図６〜図９よりわかるように、第１給電点３側から見たインピーダンス特性、及び、第２給電点４側から見たインピーダンス特性共に、それぞれ所定の周波数帯域で整合がとれていることがわかる。
【００４６】
なお、上述した実施の形態の説明は、本発明の一例である。このため、本発明は上述した実施の形態に限定されることなく、本発明に係る技術的思想を逸脱しない範囲であれば、設計等に応じて種々の変更が可能であることはもちろんである。
【００４７】
各実施の形態では、給電点を２つにした例を挙げているが、給電点は２個に限定されない。給電点が複数在る場合、整合回路や給電点用スイッチ、給電線路切替スイッチは、それら各給電点に対応した給電線路の数に応じたものとなされる。
【００４８】
【発明の効果】
本発明によれば、各給電線路が切替部により個々に電気的に遮断若しくは導通可能になされると共に、各給電線路（つまり各給電点）に対して個々に独立した整合部を設けることで、給電線路に接続されているエレメント毎のインピーダンス整合が容易になってインピーダンス整合における不具合を解決でき、その結果、アンテナ特性が向上し、さらにはＲＦ回路の性能をも高めることが可能となっている。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態の携帯通信端末の概略構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の第２の実施の形態の周波数切替スイッチ部の概略構成を示すブロック図である。
【図３】本発明の第３の実施の形態の周波数切替スイッチ部の概略構成を示すブロック図である。
【図４】本発明の第４の実施の形態の周波数切替スイッチ部の概略構成を示すブロック図である。
【図５】電磁界シミュレーションの測定に用いたアンテナエレメントと地板の例を示す図である。
【図６】第１給電点側の周波数帯域におけるスミスチャートを示す図である。
【図７】第１給電点側の周波数帯域におけるＶＳＷＲ特性を示す図である。
【図８】第２給電点側の周波数帯域におけるスミスチャートを示す図である。
【図９】第２給電点側の周波数帯域におけるＶＳＷＲ特性を示す図である。
【図１０】従来の周波数切替式アンテナの概略構成を示す図である。
【符号の説明】
１…アンテナエレメント、２…第２給電点用エレメント、３…第１給電点、４…第２給電点、５…第１給電点用スイッチ、６…第２給電点用スイッチ、７…第１整合回路、８…第２整合回路、９…給電線路切替スイッチ、１０…高周波処理部、１１…信号処理部、１１ａ…コミュニケーション信号処理部、１１ｂ…テレビジョン信号処理部、２２…ＣＰＵ、２５…分岐点、２６…第１給電線路、２７…第２給電線路、３０…周波数切替アンテナ部

Claims (8)

1. 複数の給電点によりエレメントの電気長を変化させることにより複数の周波数で共振可能なアンテナエレメントと、
   上記複数の給電点に個々に接続された複数の給電線路のうちの何れか一つを電気的に導通させ、残りの給電線路を電気的に遮断させる切替部と、
   上記複数の給電線路上に個々に独立して設けられると共に、上記切替部を介して電気的に導通された給電点に接続されているエレメントのインピーダンス整合をとるための複数の整合部と、
   上記切替部により電気的に導通され且つ上記整合部によりインピーダンス整合が取られた後の給電線路のみを選択する選択部とを有する
   ことを特徴とする周波数切替アンテナ。
2. 請求項１記載の周波数切替アンテナであって、
   上記各給電点から上記選択部までの各給電線路の長さは、使用周波数の１／４波長以下であることを特徴とする周波数切替アンテナ。
3. 請求項１記載の周波数切替アンテナであって、
   上記アンテナエレメントの開放端部及び下端部以外の位置に設定される分岐点と所定の給電点との間を接続する給電点接続用エレメントを設けることを特徴とする周波数切替アンテナ。
4. 請求項３記載の周波数切替アンテナであって、
   上記給電点接続用エレメントの長さ及びアンテナエレメント上での上記分岐点の位置は、上記分岐点からみて上記切替部により給電線路と電気的に遮断されている側のエレメントがオープンスタブとして動作することにより整合を図る特性インピーダンスよりも、上記切替部により給電線路と電気的に導通されている給電点側からみたインピーダンス特性がハイインピーダンスになる、長さ及び位置であることを特徴とする周波数切替アンテナ。
5. 請求項１記載の周波数切替アンテナであって、
   上記切替部は、ガリウムヒ素製のＮＰＮＴスイッチであることを特徴とする周波数切替アンテナ。
6. 請求項１記載の周波数切替アンテナであって、
   上記切替部は、バイアス電流の方向に応じて電気的に導通又は遮断するＰＩＮダイオードであることを特徴とする周波数切替アンテナ。
7. 請求項１記載の周波数切替アンテナであって、
   上記各整合部と選択部との間の各給電線路上に、それぞれ独立した高周波処理部を設けることを特徴とする周波数切替アンテナ。
8. 複数の給電点によりエレメントの電気長を変化させることにより複数の周波数で共振可能なアンテナエレメントと、上記複数の給電点に個々に接続された複数の給電線路のうちの何れか一つを電気的に導通させて残りの給電線路を電気的に遮断させる切替部と、上記複数の給電線路上に個々に独立して設けられると共に上記切替部を介して電気的に導通された給電点に接続されているエレメントのインピーダンス整合をとるための複数の整合部と、上記切替部により電気的に導通され且つ上記整合部によりインピーダンス整合が取られた後の給電線路のみを選択する選択部とを備えた周波数切替アンテナと、
   上記周波数切替アンテナを介して送受信される信号を処理する送受信信号処理部と、
   少なくとも上記選択部による給電線路の選択動作を制御する制御部とを有する
   ことを特徴とする携帯通信端末。

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