JP2006191270A - Antenna assembly - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、例えばデジタルテレビ放送帯域の送受信に用いられるアンテナ装置に関する。 The present invention relates to an antenna device used for transmission / reception of a digital television broadcast band, for example.
近年、地上波のテレビ放送がデジタル化されてきている。この地上デジタル放送は、テレビ放送をデジタル化することによってハイビジョン放送が可能になると共に、データ放送も加わることもできる。そして、この地上デジタル放送では、UHF帯域である470MHz〜770MHz帯域の周波数を使用して放送を行う。
一方、携帯端末機では、400MHz帯以上の帯域では1/4波長型のアンテナが用いられている。1/4波長型のアンテナは、アンテナエレメントの電気長が1/4波長であり、物理長として1/4波長の長さを持つホイップアンテナが携帯端末機用として用いられている。また、内蔵アンテナは、物理長を1/4よりも小型化することで携帯端末機に内蔵可能としたもので、小型化のために帯域幅やアンテナ利得がホイップアンテナよりも劣化している。なお、ホイップアンテナの比帯域幅は、一般的に十数%程度となっている。
In recent years, terrestrial television broadcasting has been digitized. This terrestrial digital broadcast can be a high-definition broadcast by digitizing a television broadcast, and a data broadcast can also be added. And in this terrestrial digital broadcast, it broadcasts using the frequency of a 470 MHz-770 MHz band which is a UHF band.
On the other hand, in a portable terminal, a quarter wavelength antenna is used in a band of 400 MHz or higher. In the 1/4 wavelength type antenna, an electric length of an antenna element is 1/4 wavelength, and a whip antenna having a length of 1/4 wavelength as a physical length is used for a portable terminal. The built-in antenna can be built in a portable terminal by reducing the physical length to less than 1/4, and the bandwidth and antenna gain are deteriorated compared to the whip antenna due to the downsizing. Note that the specific bandwidth of the whip antenna is generally about a dozen percent.
ところで、携帯端末機で地上デジタル放送を受信する場合において、ホイップアンテナを地上デジタル放送の放送帯域で要求されている470MHz〜770MHzで調整しても、ホイップアンテナの帯域幅が100MHz以下であるため、1つのアンテナで300MHzの帯域幅をカバーすることは不可能である。そのため、共振周波数が可変である必要が生じる。
そこで、共振周波数を可変とする方法として、バリキャップを用いてコンデンサの容量値を電圧によって制御し、アンテナの共振周波数を可変とするアンテナが提案されている。また、板状逆Fアンテナの端部に板状逆Fアンテナの端部を短絡、開放可能な共振周波数可変手段を設けることによってアンテナの共振周波数を可変とするアンテナ装置が提案されている(例えば、特許文献1参照)。
Therefore, as a method for making the resonance frequency variable, an antenna has been proposed in which the capacitance value of the capacitor is controlled by voltage using a varicap and the resonance frequency of the antenna is made variable. In addition, an antenna device has been proposed in which the resonance frequency of the antenna is variable by providing a resonance frequency variable means capable of short-circuiting and opening the end of the plate-shaped inverted F antenna at the end of the plate-shaped inverted F antenna (for example, , See Patent Document 1).
しかしながら、上記従来のアンテナ装置には、以下の問題が残されている。すなわち、従来のアンテナ装置では、前者のアンテナ装置において、バリキャップを用いて共振周波数を可変とする場合には、インダクタとキャパシタとを使用するため、適用できるアンテナの種類がループアンテナのみとなる。また、後者のアンテナ装置において、板状逆Fアンテナの端部を短絡するとループアンテナ形状となる。ここで、ループアンテナは、ループ面積にアンテナの利得が比例するため、小型化したときに利得が低くなるという問題がある。 However, the following problems remain in the conventional antenna device. That is, in the conventional antenna device, when the resonance frequency is made variable using a varicap in the former antenna device, an inductor and a capacitor are used, so that the applicable antenna type is only a loop antenna. In the latter antenna device, when the end of the plate-like inverted F antenna is short-circuited, a loop antenna shape is obtained. Here, since the gain of the antenna is proportional to the loop area, there is a problem that the gain becomes low when the loop antenna is downsized.
本発明は、前述の課題に鑑みてなされたもので、共振周波数が可変であると共に、利得の高い小型のアンテナ装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above-described problems, and an object thereof is to provide a small antenna device having a variable resonance frequency and a high gain.
本発明は、前記課題を解決するために以下の構成を採用した。すなわち、本発明のアンテナ装置は、基板と、該基板上の表面に形成されたグラウンド導体と、前記基板上に配置され、誘電体または磁性体あるいはその両方を兼ね備えた複合材料からなる素体に線状の導体パターンが形成されたローディング部と、前記導体パターンの一端と前記グラウンド導体との間に接続されるインダクタ部と、前記インダクタ部の一端に給電する給電点とを備えるアンテナ装置において、前記導体パターンの一端と前記インダクタ部との間に周波数調整部が設けられ、該周波数調整部が、互いに並列接続可能な複数の調整用インダクタと、該複数の調整用インダクタのうちの少なくとも1つを選択して前記導体パターンの一端と前記インダクタ部とを接続するスイッチ部と、を備えることを特徴とする。 The present invention employs the following configuration in order to solve the above problems. That is, the antenna device of the present invention is an element body made of a composite material having a substrate, a ground conductor formed on the surface of the substrate, and a dielectric material or a magnetic material, or both, disposed on the substrate. In an antenna apparatus comprising a loading portion in which a linear conductor pattern is formed, an inductor portion connected between one end of the conductor pattern and the ground conductor, and a feeding point that feeds one end of the inductor portion, A frequency adjustment unit is provided between one end of the conductor pattern and the inductor unit, and the frequency adjustment unit includes a plurality of adjustment inductors that can be connected in parallel to each other, and at least one of the plurality of adjustment inductors. And a switch part for connecting one end of the conductor pattern and the inductor part.
この発明によれば、アンテナエレメント単体の電気長がアンテナ動作波長の1/4よりも短くても、ローディング部とインダクタ部とを組み合わせることで、全体の電気長としてアンテナ動作波長の1/4を満足する。これにより、例えば地上デジタル放送の放送帯域である470MHz〜770MHzの周波数であっても、アンテナ装置の大幅な短縮化を図ることができる。
また、互いに並列接続可能な複数の調整用インダクタのうち、スイッチ部で適宜のものを選択して導体パターンの一端とインダクタ部とを接続することで、周波数調整部のインダクタンスが調整される。ここで、例えば互いに並列接続可能な調整用インダクタを3つ設けると、この複数の調整用インダクタのうちの少なくとも1つが導体パターンの一端とインダクタ部とを接続する場合において、周波数調整部における調整用インダクタの接続パターンの組み合わせは、7通りとなる。
このように、スイッチ部によって周波数調整部のインダクタンスを適宜調整することで、周波数調整部における電気長が変化し、アンテナ装置の共振周波数を設定することができる。そして、各調整用インダクタとして所定のインダクタンスを有するものを用いることで、例えば地上デジタル放送の放送帯域である470MHz〜770MHzのように広い帯域幅であっても、チャンネルに合わせて共振周波数を調整することでカバーできる。
According to the present invention, even if the electrical length of the antenna element alone is shorter than 1/4 of the antenna operating wavelength, by combining the loading unit and the inductor unit, 1/4 of the antenna operating wavelength is obtained as the overall electrical length. Satisfied. Thereby, for example, even if the frequency is 470 MHz to 770 MHz, which is a broadcasting band of terrestrial digital broadcasting, the antenna device can be significantly shortened.
In addition, among the plurality of adjustment inductors that can be connected in parallel to each other, an appropriate one is selected at the switch portion, and one end of the conductor pattern is connected to the inductor portion, thereby adjusting the inductance of the frequency adjustment portion. Here, for example, when three adjustment inductors that can be connected in parallel to each other are provided, when at least one of the plurality of adjustment inductors connects one end of the conductor pattern and the inductor portion, the adjustment in the frequency adjustment unit There are seven combinations of inductor connection patterns.
In this way, by appropriately adjusting the inductance of the frequency adjustment unit by the switch unit, the electrical length in the frequency adjustment unit changes, and the resonance frequency of the antenna device can be set. Then, by using an inductor having a predetermined inductance as each adjustment inductor, the resonance frequency is adjusted according to the channel even in a wide bandwidth such as 470 MHz to 770 MHz which is a broadcasting band of digital terrestrial broadcasting. Can be covered.
また、本発明にかかるアンテナ装置は、前記スイッチ部が、前記スイッチ部が、前記導体パターンの一端と前記インダクタ部との間で前記複数の調整用インダクタにそれぞれ接続されるバイアス電圧入力部と、該バイアス電圧入力部に印加される電圧に応じてインピーダンスが変化する切替素子とを備え、前記バイアス電圧入力部に印加する電圧によって前記調整用インダクタと前記インダクタ部または前記導体パターンの一端との接続状態を可変とすることが好ましい。
この発明によれば、各調整用インダクタに接続されるバイアス電圧入力部に印加する電圧値によって、各調整用インダクタに接続される切替素子のインピーダンスが変化し、
調整用インダクタとインダクタ部または導体パターンとの接続状態が変化する。このようにして、周波数調整部のインダクタンスを調整し、アンテナ装置の共振周波数の設定を行う。
In the antenna device according to the present invention, the switch unit includes a bias voltage input unit that is connected to the plurality of adjustment inductors between the one end of the conductor pattern and the inductor unit. A switching element whose impedance changes according to the voltage applied to the bias voltage input unit, and the connection between the adjustment inductor and one end of the inductor unit or the conductor pattern by the voltage applied to the bias voltage input unit The state is preferably variable.
According to the present invention, the impedance of the switching element connected to each adjustment inductor varies depending on the voltage value applied to the bias voltage input connected to each adjustment inductor,
The connection state between the adjustment inductor and the inductor portion or the conductor pattern changes. In this way, the inductance of the frequency adjustment unit is adjusted, and the resonance frequency of the antenna device is set.
また、本発明にかかるアンテナ装置は、前記スイッチ部が、前記切替素子を、前記調整用インダクタとグラウンドとの間に配置したシャント型のスイッチ回路を備えることが好ましい。
この発明によれば、バイアス電圧入力部に切替素子に対して順方向となるバイアス電圧を印加すると、切替素子のインピーダンスが低くなり、調整用インダクタとアースとがショートされた状態となる。これにより、高周波信号に対してインダクタ部と導体パターンとの接続状態がオフ状態となる。一方、切替素子に対して逆方向となるバイアス電圧を印加すると、切替素子のインピーダンスが高いので、調整用インダクタとアースとがオープン状態となる。これにより、高周波信号に対してインダクタ部と導体パターンの一端との接続状態がオン状態となる。このように、バイアス電圧入力部に印加する電圧によって、調整用インダクタンスの接続状態を変更する。
In the antenna device according to the present invention, it is preferable that the switch unit includes a shunt-type switch circuit in which the switching element is disposed between the adjustment inductor and a ground.
According to the present invention, when a bias voltage that is forward with respect to the switching element is applied to the bias voltage input section, the impedance of the switching element is lowered, and the adjustment inductor and the ground are short-circuited. Thereby, the connection state between the inductor section and the conductor pattern is turned off with respect to the high-frequency signal. On the other hand, when a reverse bias voltage is applied to the switching element, since the impedance of the switching element is high, the adjustment inductor and the ground are opened. Thereby, the connection state between the inductor portion and one end of the conductor pattern is turned on with respect to the high-frequency signal. In this way, the connection state of the adjustment inductance is changed according to the voltage applied to the bias voltage input unit.
また、本発明にかかるアンテナ装置は、前記スイッチ部が、前記切替素子を、前記調整用インダクタと前記インダクタ部または前記導体パターンの一端との間に、前記調整用インダクタに対して直列接続となるように配置したシリーズ型のスイッチ回路を備えることが好ましい。
この発明によれば、バイアス電圧入力部に切替素子に対して順方向となるバイアス電圧を印加すると、切替素子のインピーダンスが低くなり、インダクタ部と導体パターンの一端とがショートされた状態となる。これにより、高周波信号に対してインダクタ部と導体パターンの一端との接続状態がオン状態となる。一方、切替素子に対して逆方向となるバイアス電圧を印加すると、切替素子のインピーダンスが高いので、インダクタ部と導体パターンの一端とがオープン状態となる。これにより、高周波信号に対してインダクタ部と導体パターンの一端との接続状態がオフ状態となる。このように、上述と同様に、バイアス電圧入力部に印加する電圧によって、調整用インダクタンスの接続状態を変更する。
Further, in the antenna device according to the present invention, the switch unit has the switching element connected in series to the adjustment inductor between the adjustment inductor and one end of the inductor unit or the conductor pattern. It is preferable to provide a series type switch circuit arranged as described above.
According to the present invention, when a bias voltage that is forward with respect to the switching element is applied to the bias voltage input section, the impedance of the switching element is lowered, and the inductor section and one end of the conductor pattern are short-circuited. Thereby, the connection state between the inductor portion and one end of the conductor pattern is turned on with respect to the high-frequency signal. On the other hand, when a reverse bias voltage is applied to the switching element, since the impedance of the switching element is high, the inductor portion and one end of the conductor pattern are in an open state. Thereby, the connection state between the inductor section and one end of the conductor pattern is turned off with respect to the high-frequency signal. As described above, the connection state of the adjustment inductance is changed according to the voltage applied to the bias voltage input unit.
また、本発明にかかるアンテナ装置は、前記導体パターンが、前記素体の長手方向に巻回された螺旋形状を有することが好ましい。
この発明によれば、導体パターンを螺旋形状とすることで、導体パターンが長くなり、アンテナ装置の利得を増やすことができる。
In the antenna device according to the present invention, it is preferable that the conductor pattern has a spiral shape wound in the longitudinal direction of the element body.
According to this invention, by making the conductor pattern into a spiral shape, the conductor pattern becomes longer and the gain of the antenna device can be increased.
また、本発明にかかるアンテナ装置は、前記導体パターンが、前記素体の表面に形成されたミアンダ形状を有することが好ましい。
この発明によれば、導体パターンをミアンダ形状とすることで、導体パターンが長くなり、アンテナ装置の利得を向上させることができる。また、導体パターンが、素体の表面に形成されることで導体パターンの形成が容易となる。
In the antenna device according to the present invention, it is preferable that the conductor pattern has a meander shape formed on a surface of the element body.
According to the present invention, by making the conductor pattern a meander shape, the conductor pattern becomes longer and the gain of the antenna device can be improved. Further, the conductor pattern is easily formed by forming the conductor pattern on the surface of the element body.
本発明のアンテナ装置によれば、ローディング部とインダクタ部とを組み合わせることで、電気長としてアンテナ動作波長の1/4を満足し、アンテナ装置の大幅な短縮化を図ることができる。また、スイッチ部が、互いに並列接続可能な複数の調整用インダクタのうちの少なくとも1つを選択して導体パターンの一端とインダクタ部とを接続することで、容易に周波数調整部のインダクタンスを調整できる。これにより、周波数調整部における電気長が変化するので、アンテナ装置の共振周波数を設定することができる。したがって、適宜のインダクタンスを有する調整用インダクタを用いることによって、例えば地上デジタル放送の放送帯域のように広い帯域幅であっても、スイッチ部で周波数調整部のインダクタンスを調整することによってカバーできる。 According to the antenna device of the present invention, by combining the loading unit and the inductor unit, the electrical length can satisfy ¼ of the antenna operating wavelength, and the antenna device can be significantly shortened. In addition, the switch unit can easily adjust the inductance of the frequency adjusting unit by selecting at least one of a plurality of adjusting inductors that can be connected in parallel and connecting one end of the conductor pattern and the inductor unit. . Thereby, since the electrical length in a frequency adjustment part changes, the resonant frequency of an antenna apparatus can be set. Therefore, by using an adjustment inductor having an appropriate inductance, it is possible to cover by adjusting the inductance of the frequency adjustment unit with the switch unit even when the bandwidth is wide, such as a broadcasting band of digital terrestrial broadcasting.
以下、本発明にかかるアンテナ装置の一実施形態を、図1から図3を参照しながら説明する。
本実施形態によるアンテナ装置1は、例えば地上デジタル放送を受信可能な携帯端末機に用いられるアンテナ装置である。
Hereinafter, an antenna device according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 3.
The
このアンテナ装置1は、例えば樹脂などの絶縁性材料からなる基板2と、基板2の表面に形成された矩形状のグラウンド導体3と、基板2の表面上にグラウンド導体3と平行になるように配置されたローディング部4と、一方がローディング部4の基端に接続可能で他方がグラウンド導体3に接続されるインダクタ部5と、ローディング部4の一端とインダクタ部5との間に配置された周波数調整部6と、インダクタ部5と周波数調整部6との接続点P1に給電する給電部7と、接続点P1と給電部7とを接続する給電導体8とを備えている。
The
ローディング部4は、ローディング素子11と、基板2の表面に形成されてローディング素子11を基板2上に載置するためのランド12A、12Bとを備えている。そして、
ランド12Aと周波数調整部6とが、連結導体13によって接続されている。
ローディング素子11は、図2に示すように、例えばアルミナなどの誘電体からなる直方体の素体14と、この素体14の表面に素体14の長手方向に対して螺旋状に巻回された線状の導体パターン15とによって構成されている。
この導体パターン15の両端は、ランド12A、12Bと接続するように、素体14の裏面に形成された接続導体16A、16Bにそれぞれ接続されている。
The
The land 12 </ b> A and the
As shown in FIG. 2, the
Both ends of the
インダクタ部5は、周波数調整部6とグラウンド導体3とを接続するグラウンド接続パターン17と、このグラウンド接続パターン17に形成されてグラウンド接続パターン17を分断する分断部(図示略)を接続するチップインダクタ18と、を備えている。
The
周波数調整部6は、互いに並列接続可能な3つの調整用チップインダクタ21A〜21Cと、調整用チップインダクタ21A〜21Cのうちの少なくとも1つを選択して導体パターン15の一端と接続点P1とを接続するスイッチ部22と、を備えている。
The
スイッチ部22は、図3に示すように、調整用チップインダクタ(調整用インダクタ)21A〜21Cと接続点P1との間にそれぞれ設けられたスイッチ回路23A〜23Cによって構成されている。
スイッチ回路23Aは、いわゆるシャント型のスイッチ回路であって、図3に示す接続点P2に対してバイアス電圧を印加するバイアス電圧入力端子(バイアス電圧入力部)31Aと、接続点P2とアースGとを接続するPINダイオード(切替素子)33Aと、バイアス電圧入力端子31Aからのノイズを除去するバイパスコンデンサ34Aと、接続点P2及び接続点P1の間と接続点P2及び調整用チップインダクタ21Aの間にそれぞれ設けられてバイアス電圧入力端子31Aからの直流電流を除去するDCブロックコンデンサ35Aと、バイアス電圧入力端子31A及び接続点P2の間に設けられて調整用チップインダクタ21Aに流れる高周波信号がバイアス電圧入力端子31Aに逆流することを防止するRFブロックコイル36Aと、によって構成されている。
As shown in FIG. 3, the
The
そして、スイッチ回路23Aは、バイアス電圧入力端子31Aに閾値より高いバイアス電圧を印加すると、PINダイオード33Aのインピーダンスが低下して導通状態となり、接続点P2とアースGとの間がショート状態となる。これにより、接続点P1と調整用チップインダクタ21Aとの間に高周波信号が流れなくなり、非接続状態となる。また、バイアス電圧入力端子31Aに印加されたバイアス電圧が閾値以下の場合には、PINダイオード33Aのインピーダンスが高く、非導通状態であるので、接続点P2とアースGとの間がオープン状態となる。これにより、接続点P1と調整用チップインダクタ21Aとの間に高周波信号が流れ、接続状態となる。
When the bias voltage higher than the threshold value is applied to the bias
また、スイッチ回路23B、23Cは、スイッチ回路23Aと同様に、それぞれバイアス電圧入力端子31B、31Cと、PINダイオード(切替素子)33B、33Cと、バイパスコンデンサ34B、34Cと、DCブロックコンデンサ35B、35Cと、RFブロックコイル36B、36Cとによって構成されている。
このスイッチ回路23B、23Cは、スイッチ回路42Aと同様に、バイアス圧電圧入力端子31B、31Cに閾値より高いバイアス電圧を印加すると非接続状態となり、印加されたバイアス電圧が閾値以下の場合に接続状態となるように構成されている。
Similarly to the
Similar to the switch circuit 42A, the
そして、バイアス電圧入力端子31A〜31Cに印加するバイアス電圧を適宜調整することによって、3つ並列接続可能な調整用チップインダクタ21A〜21Cの接続状態が変化し、周波数調整部6におけるインダクタンスを設定することができる。ここで、調整用チップインダクタ21A〜21CのインダクタンスをそれぞれLa〜Lcとすると、周波数調整部6におけるインダクタをLeqは、下記の式のようになる。ここで、下記の式におけるSWnは、各調整用チップインダクタ21A〜21Cが接続点P1と接続状態であるONとなったときに1、非接続状態であるOFFとなったときに0となる。
Then, by appropriately adjusting the bias voltage applied to the bias
この周波数調整部6は、調整用チップインダクタ21A〜21Cのうちの少なくとも1つを接続点P1と接続することとすると、調整用チップインダクタ21A〜21Cの間で7通りの組み合わせが存在する。そして、周波数調整部6のインダクタンスLeqを調整することによって、アンテナ装置1の電気長を調整して共振周波数を設定することができるように構成されている。
In the
また、給電導体8は、周波数調整部6と高周波回路RFに接続される給電部7とを接続する直線状のパターンである。
The
なお、ローディング部4は、その物理長がアンテナ装置1のアンテナ動作波長の1/4よりも短く構成されているので、ローディング部4の自己共振周波数がアンテナ装置1のアンテナ動作周波数である共振周波数よりも高周波側となる。したがって、アンテナ装置1の共振周波数を基準として考えた場合において、このローディング部4は自己共振しているとはいえないので、アンテナ動作周波数で自己共振するヘリカルアンテナとは性質の異なるものとなっている。
The
ここで、調整用チップインダクタ21A〜21Cのインダクタンスを、それぞれ100nH、68nH、30nHとしたときの周波数調整部6のインダクタンスLeqの値は、表1に示すようになる。ここで、スイッチ部22における調整用チップインダクタ21A〜21Cの接続状態を、それぞれ表1に示すようにパターン1〜7とする。
Here, Table 1 shows values of the inductance Leq of the
また、各接続状態におけるアンテナ装置1の共振周波数は、図4に示すようになる。図4に示すように、アンテナ装置1の共振周波数は、調整用チップインダクタ21A〜21Cの接続状態を変化させることで、地上デジタル放送の放送帯域である470MHz〜770MHzまで設定可能であることがわかる。
そして、図5にアンテナ装置1のVSWR(Voltage Standing Wave Ratio:電圧定在波比)特性を示す。ここで、図5に示す曲線C1〜C7は、表1のパターン1〜7の各接続状態でのVSWR特性を示している。図5に示すように、インピーダンス特性を劣化させることなく、470MHz〜770MHzまでの広い周波数範囲をカバーすることが可能である。したがって、地上デジタル放送において、アンテナ装置1の共振周波数が受信したいチャンネルに対応するように、バイアス電圧入力端子31A〜31Cに電圧を印加し、調整用チップインダクタ21A〜21Cの接続状態を設定することで、所望のチャンネルの放送を受信する。
Further, the resonance frequency of the
FIG. 5 shows the VSWR (Voltage Standing Wave Ratio) characteristics of the
このように構成されたアンテナ装置1は、アンテナエレメント単体の電気長がアンテナ動作波長の1/4より短くても、ローディング部4とチップインダクタ5とを組み合わせることによって、全体の電気長としてアンテナ動作波長の1/4を満足する。これにより、例えば地上デジタル放送の放送帯域である470MHz〜770MHzの周波数であっても、アンテナ装置の大幅な短縮化を図ることができる。
また、所定のインダクタンスを有する調整用チップインダクタ21A〜21Cを用いており、周波数調整部6におけるインダクタンスが7通りの値を示す。これにより、470MHz〜770MHzのように広い周波数帯域であっても、バイアス電圧入力端子31A〜31Cへの印加電圧を制御して調整用チップインダクタ21A〜21Cの接続状態を適宜変化させることで、インピーダンス特性を劣化させることなくカバーできる。
In the
Further, the adjustment chip inductors 21 </ b> A to 21 </ b> C having a predetermined inductance are used, and the inductance in the
なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることができる。
例えば、図6に示すように、周波数調整部41が、調整用チップインダクタ21A〜21Cと接続点P1との間にそれぞれ設けられた、いわゆるシリーズ型のスイッチ回路42A〜42Cによって構成されたスイッチ部43を備えてもよい。
このスイッチ回路42Aは、図6に示す接続点P2にバイアス電圧を印加するバイアス電圧入力端子31と、接続点P2及び接続点P3の間に配置されたPINダイオード33Aと、バイパスコンデンサ34Aと、DCブロックコンデンサ35Aと、バイアス電圧入力端子31及び接続点P2の間と接続点P3及びアースGの間にそれぞれ配置されたRFブロックコイル36Aとを備えている。
In addition, this invention is not limited to the said embodiment, A various change can be added in the range which does not deviate from the meaning of this invention.
For example, as shown in FIG. 6, the
The switch circuit 42A includes a bias voltage input terminal 31 for applying a bias voltage to the connection point P2 shown in FIG. 6, a
そして、スイッチ回路42Aは、バイアス電圧入力端子31Aに閾値よりも高いバイアス電圧を印加すると、PINダイオード33Aのインピーダンスが低下し、接続点P2と接続点P3との間がショート状態となるので、接続点P1と調整用チップインダクタ21Aとの間に高周波信号が流れ、接続状態となるように構成されている。また、バイアス電圧入力端子31Aに印加されたバイアス電圧が閾値以下の場合には、PINダイオード33Aのインピーダンスが高い状態であるので、接続点P2と接続点P3との間に高周波信号が流れなくなり、非接続状態となるように構成されている。
When the bias voltage higher than the threshold value is applied to the bias
また、スイッチ回路42B、42Cは、スイッチ回路42Aと同様に、それぞれバイアス電圧入力端子31B、31Cと、PINダイオード33B、33Cと、バイパスコンデンサ34B、34Cと、DCブロックコンデンサ35B、35Cと、RFブロックコイル36B、36Cと、によって構成されている。
このスイッチ回路42B、43Cは、スイッチ回路42Aと同様に、バイアス圧電圧入力端子31B、31Cに閾値よりも高いバイアス電圧を印加すると接続状態となり、印加されたバイアス電圧が閾値以下の場合に非接続状態となるように構成されている。
そして、バイアス電圧入力端子31A〜31Cに印加するバイアス電圧を適宜調整することによって、3つ並列接続可能な調整用チップインダクタ21A〜21Cの接続状態が変化し、周波数調整部6におけるインダクタンスを設定することができる。
なお、スイッチ部は、これらシャント型のスイッチ回路とシリーズ型のスイッチ回路とを適宜組み合わせて用いてもよい。また、他の構成のスイッチ回路を用いてもよい。
Similarly to the switch circuit 42A, the
Similar to the switch circuit 42A, the
Then, by appropriately adjusting the bias voltage applied to the bias
Note that the shunt-type switch circuit and the series-type switch circuit may be used in an appropriate combination for the switch unit. Further, a switch circuit having another configuration may be used.
また、本実施形態において、アンテナ装置を、地上デジタル放送を受信可能な携帯端末に用いたが、携帯電話機など、他の無線通信機器に用いてもよい。
また、切替素子として、PINダイオードを用いているが、MESFET(Metal Semiconductor Field Effect Transistor)などを用いてもよい。
また、素体として誘電体材料であるアルミナを用いたが、磁性体あるいは誘電体及び磁性体を兼ね備えた複合材料を用いてもよい。
また、導体パターンが素体表面に巻回された螺旋形状を有していたが、素体表面に形成されたミアンダ形状を有していてもよく、他の形状であってもよい。
また、給電導体に分断部を形成し、この分断部をチップコンデンサによって接続してもよい。ここで、チップコンデンサのキャパシタンスを適宜設定することで、給電部におけるインピーダンスを容易に整合させることができる。なお、インピーダンス調整部としてチップコンデンサに限らず、インダクタを用いることも可能である。
また、3つの調整用インダクタを備えているが、2つでも、4つ以上であってもよい。
In this embodiment, the antenna device is used for a portable terminal capable of receiving terrestrial digital broadcasting, but may be used for other wireless communication devices such as a cellular phone.
Further, although a PIN diode is used as the switching element, a MESFET (Metal Semiconductor Field Effect Transistor) or the like may be used.
Further, although alumina as a dielectric material is used as the element body, a magnetic material or a composite material having both a dielectric material and a magnetic material may be used.
In addition, the conductor pattern has a spiral shape wound on the surface of the element body, but may have a meander shape formed on the surface of the element body, or may have another shape.
Further, a dividing portion may be formed in the power supply conductor, and the dividing portion may be connected by a chip capacitor. Here, by appropriately setting the capacitance of the chip capacitor, it is possible to easily match the impedance in the power feeding unit. The impedance adjusting unit is not limited to the chip capacitor, and an inductor can be used.
Further, although three adjusting inductors are provided, two or four or more inductors may be provided.
1 アンテナ装置
2 基板
3 グラウンド導体
4 ローディング部
5 インダクタ部
6 周波数調整部
7 給電部
8 給電導体
14 素体
15 導体パターン
21A〜21C 調整用チップインダクタ(調整用インダクタ)
22、43 スイッチ部
23A〜23C、42A〜42C スイッチ回路
31A〜31C バイアス電圧入力端子(バイアス電圧入力部)
33A〜33C PINダイオード(切替素子)
P1 接続点
DESCRIPTION OF
22, 43
33A-33C PIN diode (switching element)
P1 connection point
Claims (6)
該基板上の表面に形成されたグラウンド導体と、
前記基板上に配置され、誘電体または磁性体あるいはその両方を兼ね備えた複合材料からなる素体に線状の導体パターンが形成されたローディング部と、
前記導体パターンの一端と前記グラウンド導体との間に接続されるインダクタ部と、
前記インダクタ部の一端に給電する給電点とを備えるアンテナ装置において、
前記導体パターンの一端と前記インダクタ部との間に周波数調整部が設けられ、
該周波数調整部が、互いに並列接続可能な複数の調整用インダクタと、該複数の調整用インダクタのうちの少なくとも1つを選択して前記導体パターンの一端と前記インダクタ部とを接続するスイッチ部と、を備えることを特徴とするアンテナ装置。 A substrate,
A ground conductor formed on the surface of the substrate;
A loading part in which a linear conductor pattern is formed on an element body made of a composite material disposed on the substrate and having a dielectric material or a magnetic material or both;
An inductor connected between one end of the conductor pattern and the ground conductor;
In an antenna device comprising a feeding point that feeds one end of the inductor section,
A frequency adjustment unit is provided between one end of the conductor pattern and the inductor unit,
The frequency adjustment unit includes a plurality of adjustment inductors that can be connected in parallel to each other, and a switch unit that selects at least one of the plurality of adjustment inductors and connects one end of the conductor pattern to the inductor unit. An antenna device comprising:
前記バイアス電圧入力部に印加する電圧によって前記調整用インダクタと前記インダクタ部または前記導体パターンの一端との接続状態を可変とすることを特徴とする請求項1に記載のアンテナ装置。 The switch unit has a bias voltage input unit connected to each of the plurality of adjustment inductors between one end of the conductor pattern and the inductor unit, and an impedance according to a voltage applied to the bias voltage input unit. A switching element that changes,
2. The antenna device according to claim 1, wherein a connection state between the adjustment inductor and the inductor section or one end of the conductor pattern is variable depending on a voltage applied to the bias voltage input section.
5. The antenna device according to claim 1, wherein the conductor pattern has a meander shape formed on a surface of the element body. 6.
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