JP2007312276A - Antenna unit and communications device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明はアンテナ装置、およびそれを用いた通信装置に関し、特に、複数の周波数に対応することができるアンテナ装置、およびそれを用いた通信装置に関するものである。 The present invention relates to an antenna device and a communication device using the antenna device, and more particularly to an antenna device capable of supporting a plurality of frequencies and a communication device using the antenna device.
従来、複数の周波数に対応可能なアンテナを構成する場合、特許文献１で開示される発明では、平面アンテナを構成する誘電体基板の温度依存性のみを補償している。
アンテナはその構造上の特徴に由来する本質的な問題として、アンテナを取り囲む媒質の比誘電率の変動により、自らの特性が変動する特徴がある。その一例として、平面アンテナにおける誘電体の比誘電率の温度依存性を図１３に示し、その比誘電率の温度依存性によって生じるアンテナの入力インピーダンスの変動を図１４に示す。これらは、非特許文献１に詳しく述べられている。
Conventionally, when configuring an antenna that can handle a plurality of frequencies, the invention disclosed in
As an essential problem derived from the structural characteristics of an antenna, the characteristics of the antenna vary due to the variation of the relative permittivity of the medium surrounding the antenna. As an example, FIG. 13 shows the temperature dependence of the dielectric constant of a dielectric in a planar antenna, and FIG. 14 shows the fluctuation of the input impedance of the antenna caused by the temperature dependence of the dielectric constant. These are described in detail in
また、非特許文献２によれば、上記の現象の定量的解析の結果、マイクロストリップアンテナの放射周波数の微小変動（Δｆ／ｆｏ）は、比誘電率の変動に比例し以下の（１）式で表すことができる。
Δｆ／ｆｏ＝（−１／２）×（ΔＥｆ／Ｅｒ）・・・（１）
ここで、Δｆは放射周波数の変動幅、ｆｏは放射周波数の中央値、ΔＥｆは誘電体の比誘電率の変動幅、Ｅｒは誘電体の比誘電率である。
また、マイクロストリップアンテナの放射周波数ｆｒは、次の（２）式により表すことができる。
ｆｒ∝Ｃ／√Ｅｒ・・・（２）
ここで、Ｃは光の伝搬速度である。
Further, according to
Δf / fo = (− 1/2) × (ΔEf / Er) (1)
Here, Δf is the variation width of the radiation frequency, fo is the median value of the radiation frequency, ΔEf is the variation width of the dielectric constant of the dielectric, and Er is the dielectric constant of the dielectric.
Further, the radiation frequency fr of the microstrip antenna can be expressed by the following equation (2).
fr∝C / √Er (2)
Here, C is the propagation speed of light.
さらに、非特許文献３によれば、誘電体は比誘電率の温度依存性だけでなく、周波数依存性も有することが例示されており、これを図１５に示す。図１５において、「ＦＲ−４」とは、「 American National Standards Institute (ANSI) 」による、基板のクレードの1 つであって、一般にはガラス繊維をエポキシ樹脂で固めた基板のことである。 Further, according to Non-Patent Document 3, it is exemplified that the dielectric has not only the temperature dependency of the relative dielectric constant but also the frequency dependency, which is shown in FIG. In FIG. 15, “FR-4” is one of the clades of the substrate by “American National Standards Institute (ANSI)”, and is generally a substrate in which glass fibers are hardened with an epoxy resin.
以上のように、従来技術を検討の結果、複数の周波数に対応可能なアンテナを構成する場合には、特許文献１で開示されるように誘電体基板の比誘電率の温度依存性のみを補償するだけでは不十分であることが判明した。
その一方、アンテナの周辺に存在する媒質の比誘電率の周波数依存性を適切に補償できれば、マルチバンドのアンテナを提供できる。
そこで、本発明の目的は、上記の点に鑑み、アンテナが使用する周波数の変化が連続または不連続であっても、広い周波数帯域にわたって、その特性に変動の無いアンテナ装置、およびそのアンテナ装置を用いた通信装置をそれぞれ提供することにある。
As described above, as a result of studying the prior art, when an antenna capable of supporting a plurality of frequencies is configured, only the temperature dependence of the dielectric constant of the dielectric substrate is compensated as disclosed in
On the other hand, if the frequency dependence of the relative permittivity of the medium existing around the antenna can be appropriately compensated, a multiband antenna can be provided.
Therefore, in view of the above points, an object of the present invention is to provide an antenna device that has no variation in its characteristics over a wide frequency band even if the change in frequency used by the antenna is continuous or discontinuous, and the antenna device. It is to provide each communication device used.
上記の課題を解決し本発明の目的を達成するために、本発明は以下のような構成からなる。
第１の発明は、アンテナと、前記アンテナの周辺に存在する媒質の比誘電率の周波数依存性を補償する周波数依存性補償部と、を備えている。
第２の発明は、第１の発明において、前記アンテナの周辺に存在する媒質の比誘電率の温度依存性を補償する温度依存性補償部を、さらに備えている。
In order to solve the above problems and achieve the object of the present invention, the present invention has the following configuration.
The first invention includes an antenna and a frequency dependence compensator that compensates for the frequency dependence of the relative dielectric constant of a medium existing around the antenna.
According to a second invention, in the first invention, a temperature dependence compensator for compensating the temperature dependence of the relative permittivity of a medium existing around the antenna is further provided.
第３の発明は、第１または第２の発明において、前記周波数依存性補償部は、前記アンテナと他の回路との間に設けてインピーダンス整合を行うとともに、そのインピーダンスを調整自在な整合回路と、前記アンテナで使用される電波の周波数に応じて、前記媒質の比誘電率の周波数依存性を補償するために前記整合回路のインピーダンスを調整する周波数依存性補償回路と、を備えている。 According to a third invention, in the first or second invention, the frequency dependence compensator is provided between the antenna and another circuit to perform impedance matching, and a matching circuit whose impedance is adjustable. A frequency dependence compensation circuit that adjusts the impedance of the matching circuit to compensate for the frequency dependence of the relative permittivity of the medium according to the frequency of the radio wave used by the antenna.
第４の発明は、第２または第３の発明において、前記温度依存性補償部は、前記アンテナの周辺に存在する媒質の温度を検出する温度センサと、前記温度センサの検出温度に応じて、前記媒質の比誘電率の温度依存性を補償するために前記整合回路のインピーダンスを調整する温度依存性補償回路と、を備えている。
第５の発明は、第１乃至第４のうちのいずれかの発明において、前記アンテナは、狭帯域共振特性を有する平面アンテナから構成するようにした。
According to a fourth invention, in the second or third invention, the temperature dependence compensator is configured to detect a temperature of a medium existing around the antenna, and a temperature detected by the temperature sensor, A temperature dependence compensation circuit that adjusts the impedance of the matching circuit to compensate for the temperature dependence of the relative permittivity of the medium.
According to a fifth invention, in any one of the first to fourth inventions, the antenna is constituted by a planar antenna having a narrow band resonance characteristic.
第６の発明は、第１乃至第４のうちのいずれかの発明において、前記アンテナは、その周辺に存在する媒質の厚みが放射帯域と放射効率とのトレードオフ要因であることを利用し、アンテナの放射帯域に対してその放射効率が最適値となるように、前記媒質の厚みを決定するようにした。
第７の発明は、第５の発明において、前記平面アンテナは、その周辺に存在する媒質の厚みが放射帯域と放射効率とのトレードオフ要因であることを利用し、アンテナの放射帯域に対してその放射効率が最適値となるように、前記媒質の厚みを決定するようにした。
According to a sixth invention, in any one of the first to fourth inventions, the antenna uses the fact that the thickness of the medium existing around the antenna is a trade-off factor between the radiation band and the radiation efficiency, The thickness of the medium is determined so that the radiation efficiency becomes an optimum value with respect to the radiation band of the antenna.
According to a seventh invention, in the fifth invention, the planar antenna utilizes the fact that the thickness of the medium existing in the periphery of the planar antenna is a trade-off factor between the radiation band and the radiation efficiency. The thickness of the medium is determined so that the radiation efficiency becomes an optimum value.
第８の発明は、同一の誘電体基板上に形成させた送信用アンテナおよび受信用アンテナと、前記誘電体基板の比誘電率の周波数依存性を補償する第１の周波数依存性補償部と、前記誘電体基板の比誘電率の周波数依存性を補償する第２の周波数依存性補償部と、前記誘電体基板の温度依存性を補償する温度依存性補償部と、を備えている。
第９の発明は、第８の発明において、前記アンテナは、狭帯域共振特性を有する平面アンテナから構成するようにした。
According to an eighth aspect of the invention, there is provided a transmitting antenna and a receiving antenna formed on the same dielectric substrate, a first frequency dependency compensator for compensating the frequency dependency of the relative dielectric constant of the dielectric substrate, A second frequency dependence compensation unit that compensates for the frequency dependence of the relative permittivity of the dielectric substrate; and a temperature dependence compensation unit that compensates for the temperature dependence of the dielectric substrate.
In a ninth aspect based on the eighth aspect, the antenna is constituted by a planar antenna having a narrow band resonance characteristic.
第１０の発明は、第８の発明において、前記アンテナは、前記誘電体基板の厚みが放射帯域と放射効率とのトレードオフ要因であることを利用し、アンテナの放射帯域に対してその放射効率が最適化値になるように、前記誘電体基板の厚みを決定するようにした。
第１１の発明は、第９の発明において、前記平面アンテナは、前記誘電体基板の厚みが放射帯域と放射効率とのトレードオフ要因であることを利用し、アンテナの放射帯域に対してその放射効率が最適化値になるように、前記誘電体基板の厚みを決定するようにした。
In a tenth aspect based on the eighth aspect, the antenna uses the fact that the thickness of the dielectric substrate is a trade-off factor between the radiation band and the radiation efficiency, and the radiation efficiency of the antenna with respect to the radiation band of the antenna. The thickness of the dielectric substrate is determined so that becomes an optimized value.
In an eleventh aspect based on the ninth aspect, the planar antenna utilizes the fact that the thickness of the dielectric substrate is a trade-off factor between a radiation band and a radiation efficiency, and radiates the radiation relative to the radiation band of the antenna. The thickness of the dielectric substrate is determined so that the efficiency becomes an optimized value.
第１２の発明は、無線による送信を行う通信装置であって、送信すべき送信信号を生成する送信機と、前記送信機で生成された送信信号を電波にして空間に放射させるアンテナと、を備え、前記アンテナは、第１の発明乃至第７の発明のうちのいずれかのアンテナ装置から構成するようにした。
第１３の発明は、無線による受信を行う通信装置であって、送信されてくる電波を受信するアンテナと、前記アンテナの受信電波からデータを復調する受信機と、を備え、前記アンテナは、第１の発明乃至第７の発明のうちのいずれかのアンテナ装置から構成するようにした。
A twelfth aspect of the invention is a communication device that performs transmission by radio, and includes a transmitter that generates a transmission signal to be transmitted, and an antenna that radiates the transmission signal generated by the transmitter as a radio wave into space. The antenna is configured by any one of the antenna devices according to the first to seventh inventions.
A thirteenth aspect of the present invention is a communication device that performs radio reception, and includes an antenna that receives a transmitted radio wave, and a receiver that demodulates data from the radio wave received by the antenna. The antenna device according to any one of the first to seventh inventions is used.
第１４の発明は、送信と受信とを同じ周波数により行う通信装置であって、送受信アンテナと、前記送受信アンテナに供給すべき送信信号を生成する送信機と、前記送受信アンテナの受信電波からデータを復調する受信機と、前記送受信アンテナと前記送信機または前記受信機との接続を切り替える送受切替スイッチと、を備え、前記送受信アンテナは、第１の発明乃至第７の発明のうちのいずれかのアンテナ装置から構成するようにした。 A fourteenth aspect of the present invention is a communication device that performs transmission and reception at the same frequency, and transmits and receives data from a transmission / reception antenna, a transmitter that generates a transmission signal to be supplied to the transmission / reception antenna, and a reception radio wave of the transmission / reception antenna. A receiver for demodulating, and a transmission / reception selector switch for switching connection between the transmission / reception antenna and the transmitter or the receiver, wherein the transmission / reception antenna is one of the first to seventh aspects of the invention. It was made up of an antenna device.
第１５の発明は、送信と受信とを異なる周波数により行う通信装置であって、送信用アンテナと受信用アンテナとを備えたアンテナ装置と、前記送信用アンテナに供給する送信信号を生成する送信機と、前記受信用アンテナの受信電波に基づいてデータを復調する受信機と、を備え、前記アンテナ装置は、第８の発明乃至第１１の発明のうちのいずれかのアンテナ装置から構成するようにした。 A fifteenth aspect of the invention is a communication device that performs transmission and reception at different frequencies, an antenna device including a transmission antenna and a reception antenna, and a transmitter that generates a transmission signal to be supplied to the transmission antenna And a receiver that demodulates data based on the received radio wave of the receiving antenna, wherein the antenna device is configured by any one of the eighth to eleventh inventions. did.
このような構成からなる本発明によれば、アンテナが使用する周波数の変化が連続または不連続であっても、広い周波数帯域にわたって、その特性に変動の無いアンテナ装置が得られる。
また、本発明によれば、そのようなアンテナ装置を適用した通信装置を得ることができる。
According to the present invention having such a configuration, an antenna device can be obtained in which characteristics are not varied over a wide frequency band even if the frequency used by the antenna is continuous or discontinuous.
Further, according to the present invention, a communication device to which such an antenna device is applied can be obtained.
以下、本発明の各実施の形態について図面を参照しつつ説明する。
（第１実施形態）
図１は、本発明に係るアンテナ装置を、本発明に係る通信装置に適用した第１実施形態の構成を示す。
この第１実施形態に係る通信装置は、所定の周波数帯域の送信信号を無線で送信するものであり、図１に示すように、送信機１０１と、チャネル選択フィルタ（隣接チャンネル妨害波除去フィルタ）１０２と、整合回路１０３と、アンテナ１０４と、周波数依存性補償回路１０５と、を備えている。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
(First embodiment)
FIG. 1 shows a configuration of a first embodiment in which an antenna device according to the present invention is applied to a communication device according to the present invention.
The communication apparatus according to the first embodiment wirelessly transmits a transmission signal of a predetermined frequency band, and as shown in FIG. 1, a
ここで、アンテナ１０４、整合回路１０３、および周波数依存性補償回路１０５は、本発明に係るアンテナ装置を構成する。
また、整合回路１０３および周波数依存性補償回路１０５は、周波数依存性補償部を構成する。この周波数依存補償部は、後述のように、アンテナ１０４の周辺に存在する媒質の比誘電率の周波数依存性を補償するためのものである。
Here, the
The matching
次に、この第１実施形態の各部の構成について、図１を参照して説明する。
送信機１０１は、送信すべき送信信号（送信情報）を生成し、この生成した送信信号をチャネル選択フィルタ１０２へ送出すると同時に、送信信号の中心周波数情報を周波数依存性補償回路１０５に通知するようになっている。
チャネル選択フィルタ１０２は、能動フィルタまたは受動フィルタから構成され、送信機１０１からの送信信号についてその妨害波を除去するものである。
Next, the configuration of each part of the first embodiment will be described with reference to FIG.
The
The
整合回路１０３は、チャネル選択フィルタ１０２とアンテナ１０４との間に設け、その両者の間のインピーダンスの整合を行うものである。この整合回路１０３は、キャパシタやコイルなどから構成され所定のインピーダンスを有するとともに、そのインピーダンスの値が調整自在（可変自在）となっており、その調整は周波数依存性補償回路１０５によって行われるようになっている。
The
アンテナ１０４は、その周囲が所定の誘電体で覆われたものであり、例えば、グランド基板上に設けられた誘電体の基板上にアンテナ素子（放射素子）が形成されたマイクロストリップアンテナからなる。アンテナ１０４と整合回路１０３とは、給電線１０６によって電気的に接続されている。
周波数依存性補償回路１０５は、この通信装置がカバーする周波数範囲（周波数領域）において、マイクロストリップアンテナからなるアンテナ１０４とチャネル選択フィルタ１０２とのインピーダンスの整合条件を満たすために、整合回路１０３のインピーダンスを調整（可変）するものである。
The
The frequency
このため、周波数依存性補償回路１０５は、送信機１０１が生成する送信信号の中心周波数情報を送信機１０１から取得し、その中心周波数情報に応じて整合回路１０３の所定のインピーダンスに付加、または削減すべきインピーダンスの調整データ（補償データまたは可変データ）を予め所有（取得）している。
例えば、その調整データは、送信信号の中心周波数に対応づけてメモリなどに格納され、その周波数に応じて取得できるようになっている。このような構成は、以下の各実施形態の周波数依存性補償回路においても同じように採用されているものとする。
従って、周波数依存性補償回路１０５は、送信機１０１から取得した送信信号の中心周波数情報に基づき、予め所有している整合回路１０３のインピーダンスの調整データを取得（選択）し、その取得した調整データに従って整合回路１０３の所定のインピーダンスの値を調整するようになっている。
For this reason, the frequency
For example, the adjustment data is stored in a memory or the like in association with the center frequency of the transmission signal, and can be acquired according to the frequency. It is assumed that such a configuration is similarly adopted in the frequency dependence compensation circuits of the following embodiments.
Therefore, the frequency
次に、このような構成からなる第１実施形態の動作について、図１を参照しながら説明する。
送信機１０１は、送信すべき送信信号をチャネル選択フィルタ１０２に送出すると同時に、その送信信号の中心周波数情報を周波数依存性補償回路１０５に通知する。
周波数依存性補償回路１０５は、その取得した送信信号の中心周波数情報に基づき、予め所有している整合回路１０３のインピーダンスの調整データを取得し、その取得した調整データに従って整合回路１０３の所定のインピーダンスの値を調整する。
Next, the operation of the first embodiment having such a configuration will be described with reference to FIG.
The
The frequency
これにより、アンテナ１０４の周辺の媒質、この例ではマイクロストリップアンテナを構成する誘電体基板の比誘電率の周波数依存性の補償が行われる。このような補償動作により、アンテナ１０４の入力インピーダンスは送信信号の周波数にかかわらず一定に保たれる。
従って、この第１実施形態に係るアンテナ１０４は、送信機１０１から見た場合に、いかなる送信周波数においても、アンテナの特性変動が無いマルチバンド対応アンテナを構成できる。
As a result, the frequency dependence of the relative permittivity of the medium around the
Therefore, when viewed from the
（第２実施形態）
図２は、本発明に係るアンテナ装置を、本発明に係る通信装置に適用した第２実施形態の構成を示す。
この第２実施形態に係る通信装置は、所定の周波数帯域の電波を受信するものであり、図２に示すように、アンテナ２０１と、整合回路２０２と、チャネル選択フィルタ２０３と、受信機２０４と、周波数依存性補償回路２０５と、を備えている。
ここで、アンテナ２０１、整合回路２０２、および周波数依存性補償回路２０５は、本発明に係るアンテナ装置を構成する。
また、整合回路２０２および周波数依存性補償回路２０５は、周波数依存性補償部を構成する。この周波数依存補償部は、後述のように、アンテナ２０１の周辺に存在する媒質の比誘電率の周波数依存性を補償するためのものである。
(Second Embodiment)
FIG. 2 shows a configuration of a second embodiment in which the antenna device according to the present invention is applied to the communication device according to the present invention.
The communication apparatus according to the second embodiment receives radio waves in a predetermined frequency band. As shown in FIG. 2, an
Here, the
The
次に、この第２実施形態の各部の構成について、図２を参照して説明する。
アンテナ２０１は、その周囲が所定の誘電体で覆われたものであり、例えばアンテナ１０４と同様に、誘電体の基板上に形成されたマイクロストリップアンテナからなる。アンテナ２０１と整合回路２０２とは、給電線２０６によって電気的に接続されている。
Next, the configuration of each part of the second embodiment will be described with reference to FIG.
The
整合回路２０２は、アンテナ２０１とチャネル選択フィルタ２０３との間に設け、その両者の間のインピーダンスの整合を行うものである。この整合回路２０３は、キャパシタやコイルなどから構成され所定のインピーダンスを有するとともに、そのインピーダンスの値が調整自在となっており、その調整は周波数依存性補償回路２０５によって行われるようになっている。
チャネル選択フィルタ２０３は、能動フィルタまたは受動フィルタから構成され、アンテナ２０１の受信信号についてその妨害波を除去するものである。
The
The
受信機２０４は、チャネル選択フィルタ２０３からの受信信号（受信情報）を受け取り、その受信信号からデータを復調するとともに、その受信信号の中心周波数情報を周波数依存性補償回路２０５に通知するようになっている。
周波数依存性補償回路２０５は、この通信装置がカバーする周波数範囲（周波数領域）において、マイクロストリップアンテナからなるアンテナ２０１とチャネル選択フィルタ２０３とのインピーダンスの整合条件を満たすために、整合回路２０２のインピーダンスを調整するものである。
The
The frequency dependence compensation circuit 205 has an impedance of the
このため、周波数依存性補償回路２０５は、受信機２０４が受信した受信信号の中心周波数情報を受信機２０４から取得し、その中心周波数情報に応じて整合回路２０２の所定のインピーダンスに付加、または削減すべきインピーダンスの調整データを予め所有している。
従って、周波数依存性補償回路２０５は、受信機２０４から取得した受信信号の中心周波数情報に基づき、予め所有している整合回路２０２のインピーダンスの調整データを取得し、その取得された調整データに従って整合回路２０２の所定のインピーダンスの値を調整するようになっている。
For this reason, the frequency dependence compensation circuit 205 acquires the center frequency information of the received signal received by the
Therefore, the frequency dependence compensation circuit 205 acquires impedance adjustment data of the
次に、このような構成からなる第２実施形態の動作について、図２を参照しながら説明する。
受信機２０４は、アンテナ２０１が受信した受信信号をチャネル選択フィルタ２０３から受け取り、この受け取った受信信号からデータを復調すると同時に、その受信信号の中心周波数情報を周波数依存性補償回路２０５に通知する。
周波数依存性補償回路２０５は、その取得した受信信号の中心周波数情報に基づき、予め所有している整合回路２０２のインピーダンスの調整データを取得し、その取得した調整データに従って整合回路２０２の所定のインピーダンスの値を調整する。
Next, the operation of the second embodiment having such a configuration will be described with reference to FIG.
The
The frequency dependence compensation circuit 205 acquires adjustment data of the impedance of the
これにより、アンテナ２０１の周辺の媒質、この例ではマイクロストリップアンテナを構成する誘電体基板の比誘電率の周波数依存性の補償が行われる。このような補償動作により、アンテナ２０１の出力インピーダンスは受信信号の周波数の値にかかわらず一定に保たれる。
従って、この第２実施形態に係るアンテナ２０１は、受信機２０４から見た場合に、いかなる受信周波数においても、アンテナの特性変動が無いマルチバンド対応アンテナを構成できる。
This compensates for the frequency dependence of the relative permittivity of the medium around the
Therefore, when viewed from the
（第３実施形態）
図３は、本発明に係るアンテナ装置を、本発明に係る通信装置に適用した第３実施形態の構成を示す。
この第３実施形態に係る通信装置は、所定の周波数帯域の送信信号を無線で送信するものであり、図３に示すように、送信機３０１と、チャネル選択フィルタ（隣接チャンネル妨害波除去フィルタ）３０２と、整合回路３０３と、アンテナ３０４と、周波数依存性補償回路３０５と、温度センサ３０６と、温度依存性補償回路３０７と、加算器３０８と、を備えている。
ここで、アンテナ３０４、整合回路３０３、周波数依存性補償回路３０５、温度センサ３０６、温度依存性補償回路３０７、および加算器３０８は、本発明に係るアンテナ装置を構成する。
(Third embodiment)
FIG. 3 shows a configuration of a third embodiment in which the antenna device according to the present invention is applied to the communication device according to the present invention.
The communication device according to the third embodiment wirelessly transmits a transmission signal of a predetermined frequency band, and as shown in FIG. 3, a
Here, the
また、周波数依存性補償回路３０５および整合回路３０３は、周波数依存性補償部を構成する。この周波数依存性補償部は、後述のように、アンテナ３０４の周辺に存在する媒質の比誘電率の周波数依存性を補償するためのものである。
さらに、温度センサ３０６、温度依存性補償回路３０７、および整合回路３０３は、温度依存性補償部を構成する。この温度依存性補償部は、後述のように、アンテナ３０４の周辺に存在する媒質の比誘電率の温度依存性を補償するためのものである。
Further, the frequency
Furthermore, the
次に、この第３実施形態の各部の構成について、図３を参照して説明する。
送信機３０１は、送信すべき送信信号を生成し、この生成した送信信号をチャネル選択フィルタ３０２へ送出すると同時に、送信信号の中心周波数情報を周波数依存性補償回路３０５に通知するようになっている。
チャネル選択フィルタ３０２は、能動フィルタまたは受動フィルタから構成され、送信機３０１からの送信信号についてその妨害波を除去するものである。
Next, the configuration of each part of the third embodiment will be described with reference to FIG.
The
The
整合回路３０３は、チャネル選択フィルタ３０２とアンテナ３０４との間に設け、その両者の間のインピーダンスの整合を行うものである。この整合回路３０３は、キャパシタやコイルなどから構成され所定のインピーダンスを有するとともに、そのインピーダンスの値が調整自在となっており、その調整は周波数依存性補償回路３０５と温度依存性補償回路３０７からの調整データに基づいて行われるようになっている。
The
アンテナ３０４は、その周囲が所定の誘電体で覆われたものであり、例えばアンテナ１０４と同様に、誘電体の基板上に形成されたマイクロストリップアンテナからなる。アンテナ３０４と整合回路３０３とは、給電線３０９によって電気的に接続されている。
周波数依存性補償回路３０５は、この通信装置がカバーする周波数範囲において、マイクロストリップアンテナからなるアンテナ３０４とチャネル選択フィルタ３０２とのインピーダンスの整合条件を周波数変動の面から満たすために、整合回路３０３のインピーダンスを調整するものである。
The
In the frequency range covered by the communication apparatus, the frequency
このため、周波数依存性補償回路３０５は、送信機３０１が生成する送信信号の中心周波数情報を送信機３０１から取得し、その中心周波数情報に応じて整合回路３０３の所定のインピーダンスに付加、または削減すべきインピーダンスの調整データを予め所有している。
従って、周波数依存性補償回路３０５は、送信機３０１から取得した送信信号の中心周波数情報に基づき、予め所有している整合回路３０３のインピーダンスの調整データを取得し、その取得した調整データを加算器３０８に出力するようになっている。
For this reason, the frequency
Therefore, the frequency
温度センサ３０６は、アンテナ３０４の周辺の媒質の温度、この例ではアンテナの基板の温度を検出するセンサであり、その検出温度は温度依存性補償回路３０７に通知されるようになっている。
温度依存性補償回路３０７は、この通信装置がカバーする周波数範囲において、マイクロストリップアンテナからなるアンテナ３０４とチャネル選択フィルタ３０２とのインピーダンスの整合条件を温度変動の面から満たすために、整合回路３０３のインピーダンスを調整するものである。
The
In the frequency range covered by the communication apparatus, the temperature
このため、温度依存性補償回路３０７は、温度センサ３０６の検出温度に応じて整合回路３０３の所定のインピーダンスに付加、または削減すべきインピーダンスの調整データを予め所有している。そして、温度依存性補償回路３０７は、温度センサ３０６の検出温度に基づき、予め所有している整合回路３０３のインピーダンスの調整データを取得し、その取得された調整データを加算器３０８に出力するようになっている。
For this reason, the temperature
加算器３０８は、周波数依存性補償回路３０５からの調整データと、温度依存性補償回路３０７からの調整データとを加算することにより、その２つの補償を満足するための新たなインピーダンスの調整データに変換し、この変換されたインピーダンスの調整データに従って整合回路３０３の所定のインピーダンスの値を調整する。これにより、アンテナ３０４の周辺に存在する媒質の比誘電率の周波数依存性の補償ができると同時に、その媒質の比誘電率の温度依存性の補償ができる。
The
次に、このような構成からなる第３実施形態の動作について、図３を参照しながら説明する。
送信機３０１は、送信すべき送信信号をチャネル選択フィルタ３０２に送出すると同時に、その送信信号の中心周波数情報を周波数依存性補償回路３０５に通知する。
周波数依存性補償回路３０５は、その取得した送信信号の中心周波数情報に基づき、予め所有している整合回路３０３のインピーダンスの調整データを取得し、その取得した調整データを加算器３０８に出力する。
Next, the operation of the third embodiment having such a configuration will be described with reference to FIG.
The
The frequency
一方、温度依存性補償回路３０７は、温度センサ３０６の検出温度に基づき、予め所有している整合回路３０３のインピーダンスの調整データを取得し、その取得した調整データを加算器３０８に出力する。
加算器３０８は、それらの２つの調整データを加算することにより、その２つの補償を満足するための新たなインピーダンスの調整データに変換し、この変換されたインピーダンスの調整データに従って整合回路３０３の所定のインピーダンスの値を調整する。
On the other hand, the temperature
The
この結果、アンテナ３０４は、その周辺に存在する媒質（この例ではアンテナの誘電体基板）の比誘電率の周波数依存性の補償がされると同時に、その媒質の比誘電率の温度依存性の補償がされる。
このように、この第３実施形態では、周波数依存性補償回路３０５、温度依存性補償回路３０７、加算器３０８、および整合回路３０３の複合動作または連携動作により、アンテナ３０４の入力インピーダンスは、送信周波数および周囲温度にかかわらず一定に保たれる。
従って、この第３実施形態に係るアンテナ３０４は、送信機３０１から見た場合に、いかなる送信周波数においても、アンテナの特性変動が無いマルチバンド対応アンテナを構成できる。
As a result, the
As described above, in the third embodiment, the input impedance of the
Therefore, when viewed from the
（第４実施形態）
図４は、本発明に係るアンテナ装置を、本発明に係る通信装置に適用した第４実施形態の構成を示す。
この第４実施形態に係る通信装置は、所定の周波数帯域の電波を受信するものであり、図４に示すように、アンテナ４０１と、整合回路４０２と、チャネル選択フィルタ４０３と、受信機４０４と、周波数依存性補償回路４０５と、温度センサ４０６と、温度依存性補償回路４０７と、加算器４０８と、を備えている。
ここで、アンテナ４０１、整合回路４０２、周波数依存性補償回路４０５、温度センサ４０６、温度依存性補償回路４０７、および加算器４０８は、本発明に係るアンテナ装置を構成する。
(Fourth embodiment)
FIG. 4 shows a configuration of a fourth embodiment in which the antenna device according to the present invention is applied to the communication device according to the present invention.
The communication apparatus according to the fourth embodiment receives radio waves in a predetermined frequency band. As shown in FIG. 4, an
Here, the
また、周波数依存性補償回路４０５および整合回路４０２は、周波数依存性補償部を構成する。この周波数依存性補償部は、後述のように、アンテナ４０１の周辺に存在する媒質の比誘電率の周波数依存性を補償するためのものである。
さらに、温度センサ４０６、温度依存性補償回路４０７、および整合回路４０２は、温度依存性補償部を構成する。この温度依存性補償部は、後述のように、アンテナ４０１の周辺に存在する媒質の比誘電率の温度依存性を補償するためのものである。
Further, the frequency
Furthermore, the
次に、この第４実施形態の各部の構成について、図４を参照して説明する。
アンテナ４０１は、その周囲が所定の誘電体で覆われたものであり、例えばアンテナ１０４と同様に、誘電体の基板上に形成されたマイクロストリップアンテナからなる。アンテナ４０１と整合回路４０２とは、給電線４０９によって電気的に接続されている。
整合回路４０２は、アンテナ４０１とチャネル選択フィルタ４０３との間に設け、その両者の間のインピーダンスの整合を行うものである。この整合回路４０３は、キャパシタやコイルなどから構成され所定のインピーダンスを有するとともに、そのインピーダンスの値が調整自在となっており、その調整は周波数依存性補償回路４０５および温度依存性補償回路４０７からの調整データに基づいて行われるようになっている。
Next, the configuration of each part of the fourth embodiment will be described with reference to FIG.
The
The
チャネル選択フィルタ４０３は、能動フィルタまたは受動フィルタから構成され、アンテナ４０１の受信信号についてその妨害波を除去するものである。
受信機４０４は、チャネル選択フィルタ４０３からの受信信号を受け取り、その受信信号からデータを復調するとともに、その受信信号の中心周波数情報を周波数依存性補償回路４０５に通知するようになっている。
The
The
周波数依存性補償回路４０５は、この通信装置がカバーする周波数範囲（周波数領域）において、マイクロストリップアンテナからなるアンテナ４０１とチャネル選択フィルタ４０３とのインピーダンスの整合条件を周波数変動の面から満たすために、整合回路４０２のインピーダンスを調整するものである。
このため、周波数依存性補償回路４０５は、受信機４０４が受信した受信信号の中心周波数情報を受信機４０４から取得し、その中心周波数情報に応じて整合回路４０２の所定のインピーダンスに付加、または削減すべきインピーダンスの調整データを予め所有している。
In the frequency range (frequency region) covered by the communication device, the frequency
For this reason, the frequency
従って、周波数依存性補償回路４０５は、受信機４０４から取得した受信信号の中心周波数情報に基づき、予め所有している整合回路４０２のインピーダンスの調整データを取得し、その取得した調整データを加算器４０８に出力するようになっている。
温度センサ４０６は、アンテナ４０１の周辺の媒質の温度、この例ではアンテナの基板の温度を検出するセンサであり、その検出温度は温度依存性補償回路４０７に通知されるようになっている。
Therefore, the frequency
The
温度依存性補償回路４０７は、この通信装置がカバーする周波数範囲において、マイクロストリップアンテナからなるアンテナ４０１とチャネル選択フィルタ４０３とのインピーダンスの整合条件を温度変動の面から満たすために、整合回路４０２のインピーダンスを調整するものである。
このため、温度依存性補償回路４０７は、温度センサ４０６の検出温度に応じて整合回路４０３の所定のインピーダンスに付加、または削減すべきインピーダンスの調整データを予め所有している。そして、温度依存性補償回路４０７は、温度センサ４０６の検出温度に基づき、予め所有している整合回路４０２のインピーダンスの調整データを取得し、その取得した調整データを加算器４０８に出力するようになっている。
In the frequency range covered by the communication apparatus, the temperature
For this reason, the temperature
加算器４０８は、周波数依存性補償回路４０５からの調整データと、温度依存性補償回路４０７からの調整データとを加算することにより、その２つの補償を満足するための新たなインピーダンスの調整データに変換し、この変換された調整データに従って整合回路４０２の所定のインピーダンスの値を調整する。これにより、アンテナ４０１の周辺に存在する媒質の比誘電率の周波数依存性の補償ができると同時に、その媒質の比誘電率の温度依存性の補償ができる。
The
次に、このような構成からなる第４実施形態の動作について、図４を参照しながら説明する。
受信機４０４は、アンテナ４０１が受信した受信信号をチャネル選択フィルタ４０３から受け取り、この受け取った受信信号からデータを復調すると同時に、その受信信号の中心周波数情報を周波数依存性補償回路４０５に通知する。
周波数依存性補償回路４０５は、その取得した受信信号の中心周波数情報に基づき、予め所有している整合回路４０２のインピーダンスの調整データを取得し、その選択した調整データを加算器４０８に出力する。
Next, the operation of the fourth embodiment having such a configuration will be described with reference to FIG.
The
The frequency
一方、温度依存性補償回路４０７は、温度センサ４０６の検出温度に基づき、予め所有している整合回路４０２のインピーダンスの調整データを取得し、その取得した調整データを加算器４０８に出力する。
加算器４０８は、それらの２つの調整データを加算することにより、その２つの補償を満足するための新たなインピーダンスの調整データに変換し、この変換されたインピーダンスの調整データに従って整合回路４０２の所定のインピーダンスの値を調整する。
この結果、アンテナ４０１は、その周辺に存在する媒質（この例ではアンテナの誘電体基板）の比誘電率の周波数依存性の補償がされると同時に、その媒質の比誘電率の温度依存性の補償がされる。
On the other hand, the temperature
The
As a result, the
このように、この第４実施形態では、周波数依存性補償回路４０５、温度依存性補償回路４０７、加算器４０８、および整合回路４０２の複合動作または連携動作により、アンテナ４０１の出力インピーダンスは、受信周波数および周囲温度にかかわらず一定に保たれる。
従って、この第４実施形態に係るアンテナ４０１は、受信機４０４から見た場合に、いかなる受信周波数においても、アンテナの特性変動が無いマルチバンド対応アンテナを構成できる。
As described above, in the fourth embodiment, the output impedance of the
Therefore, when viewed from the
（第５実施形態）
図５は、本発明に係るアンテナ装置を、本発明に係る通信装置に適用した第５実施形態の構成を示す。
この第５実施形態に係る通信装置は、所定の周波数帯域の送信信号を無線で送信するものであり、図５に示すように、送信機５０１と、整合回路５０３と、平面送信アンテナ５０４と、周波数依存性補償回路５０５と、温度センサ５０６と、温度依存性補償回路５０７と、加算器５０８と、を備えている。
ここで、平面送信アンテナ５０４、整合回路５０３、周波数依存性補償回路５０５、温度センサ５０６、温度依存性補償回路５０７、および加算器５０８は、本発明に係るアンテナ装置を構成する。
(Fifth embodiment)
FIG. 5 shows a configuration of a fifth embodiment in which the antenna device according to the present invention is applied to the communication device according to the present invention.
The communication device according to the fifth embodiment wirelessly transmits a transmission signal of a predetermined frequency band. As shown in FIG. 5, a
Here, the
また、周波数依存性補償回路５０５および整合回路５０３は、周波数依存性補償部を構成する。この周波数依存性補償部は、後述のように、平面送信アンテナ５０４の周辺に存在する媒質の比誘電率の周波数依存性を補償するためのものである。
さらに、温度センサ５０６、温度依存性補償回路５０７、および整合回路５０３は、温度依存性補償部を構成する。この温度依存性補償部は、後述のように、平面送信アンテナ５０４の周辺に存在する媒質の比誘電率の温度依存性を補償するためのものである。
The frequency
Furthermore, the
次に、この第５実施形態では、狭帯域共振特性を有する平面送信アンテナ５０４を使用していることに特徴があるので、その構成や等価回路等について説明する。
平面送信アンテナ５０４は、グランド板の上に誘電体の基板を設け、その基板上に導体からなるアンテナ素子（放射素子）を形成させたものである。この平面送信アンテナ５０４の等価回路は、文献「Microstrip Patch Antennas A Designer's Guide” Chapter2. Edited by R.B.Waterhouse,Kluwer Academic Publishers Group,2003.」によれば、図６に示すようになる。
Next, the fifth embodiment is characterized in that a
The
ここで、図６において、ＲＡは平面アンテナの損失、ＬＡは平面アンテナの誘導性リアクタンス、ＣＡは平面アンテナの容量性リアクタンス、ＬＦは給電線の誘導性リアクタンスを示している。
図６に示す等価回路より、平面アンテナの共振角周波数ωｏは、次の（３）式で表すことができる。
ωｏ＝Ｓｑｒｔ（１／（ＬＡ×ＣＡ）・・・（３）
また、角周波数ωｏでのＱ値（Ｑ（ωｏ））は、次の（４）式で表される。
Ｑ（ωｏ）＝（１／（ＲＡ×ωｏ×ＣＡ））・・・（４）
Here, in FIG. 6, RA represents the loss of the planar antenna, LA represents the inductive reactance of the planar antenna, CA represents the capacitive reactance of the planar antenna, and LF represents the inductive reactance of the feeder line.
From the equivalent circuit shown in FIG. 6, the resonance angular frequency ωo of the planar antenna can be expressed by the following equation (3).
ωo = Sqrt (1 / (LA × CA) (3)
Further, the Q value (Q (ωo)) at the angular frequency ωo is expressed by the following equation (4).
Q (ωo) = (1 / (RA × ωo × CA)) (4)
ここで、ＣＡは主として平面パッチとその下層に存在するグランド面との間の容量であるため、アンテナのＱ値は平面パッチとグランドとが近づくほど、言い換えれば誘電体の厚さが薄くなるほど高くなる。また、パッチ・グランド面共に良質の導体で構成されるので、ＲＡは非常に小さい。このため、この第５実施形態に使用される平面アンテナは、本質的にＱ値が非常に大きく、狭帯域であるといえる。
ここで検討した平面アンテナにおける誘電体基板の厚みとその放射帯域との関係の一例を図７に示す。図７によれば、基板の厚みが同じ場合には、その基板の比誘電率Ｅｒが大きいほど放射帯域幅が狭くなる。
Here, since CA is a capacitance mainly between the planar patch and the ground plane existing below it, the Q value of the antenna increases as the planar patch approaches the ground, in other words, as the dielectric thickness decreases. Become. In addition, since both the patch and ground planes are made of high-quality conductors, RA is very small. For this reason, it can be said that the planar antenna used in the fifth embodiment has a very large Q value and a narrow band.
An example of the relationship between the thickness of the dielectric substrate and its radiation band in the planar antenna examined here is shown in FIG. According to FIG. 7, when the thickness of the substrate is the same, the radiation bandwidth becomes narrower as the relative dielectric constant Er of the substrate increases.
次に、この第５実施形態の各部の構成について、図５を参照して説明する。
送信機５０１は、送信すべき送信信号を生成し、この生成した送信信号を整合回路５０３へ送出すると同時に、送信信号の中心周波数情報を周波数依存性補償回路５０５に通知するようになっている。
整合回路５０３は、送信機５０１と平面送信アンテナ５０４との間に設け、その両者の間のインピーダンスの整合を行うものである。この整合回路５０３は、キャパシタやコイルなどから構成され所定のインピーダンスを有するとともに、そのインピーダンスの値が調整自在となっており、その調整は周波数依存性補償回路５０５と温度依存性補償回路５０７からの調整データに基づいて行われるようになっている。
Next, the configuration of each part of the fifth embodiment will be described with reference to FIG.
The
The
平面送信アンテナ５０４と整合回路５０３とは、給電線５０９によって電気的に接続されている。
周波数依存性補償回路５０５は、この通信装置がカバーする周波数範囲において、送信機５０１と平面送信アンテナ５０４とのインピーダンスの整合条件を周波数変動の面から満たすために、整合回路５０３のインピーダンスを調整するものである。
このため、周波数依存性補償回路５０５は、送信機５０１が生成する送信信号の中心周波数情報を送信機５０１から取得し、その中心周波数情報に応じて整合回路５０３の所定のインピーダンスに付加、または削減すべきインピーダンスの調整データを予め所有している。
The
The frequency
For this reason, the frequency
そして、周波数依存性補償回路５０５は、送信機５０１から取得した送信信号の中心周波数情報に基づき、予め所有している整合回路５０３のインピーダンスの調整データを取得し、その取得した調整データを加算器５０８に出力するようになっている。
温度センサ５０６は、平面送信アンテナ５０４の周辺の媒質の温度、この例ではアンテナの基板の温度を検出するセンサであり、その検出温度は温度依存性補償回路５０７に通知されるようになっている。
Then, the frequency
The
温度依存性補償回路５０７は、この通信装置がカバーする周波数範囲において、送信機５０１と平面送信アンテナ５０４とのインピーダンスの整合条件を温度変動の面から満たすために、整合回路５０３のインピーダンスを調整するものである。
このため、温度依存性補償回路５０７は、温度センサ５０６の検出温度に応じて整合回路５０３の所定のインピーダンスに付加、または削減すべきインピーダンスの調整データを予め所有している。そして、温度依存性補償回路５０７は、温度センサ５０６の検出温度に基づき、予め所有している整合回路５０３のインピーダンスの調整データを取得し、その取得した調整データを加算器５０８に出力するようになっている。
The temperature
For this reason, the temperature
加算器５０８は、周波数依存性補償回路５０５からの調整データと、温度依存性補償回路５０７からの調整データとを加算することにより、その２つの補償を満足するための新たなインピーダンスの調整データに変換し、この変換されたインピーダンスの調整データに従って整合回路５０３の所定のインピーダンスの値を調整する。これにより、平面送信アンテナ５０４の周辺に存在する媒体の比誘電率の周波数依存性の補償ができると同時に、その媒体の比誘電率の温度依存性の補償ができる。
The
次に、このような構成からなる第５実施形態の動作について、図５を参照しながら説明する。
送信機５０１は、送信すべき送信信号を整合回路５０３へ送出すると同時に、その送信信号の中心周波数情報を周波数依存性補償回路５０５に通知する。
周波数依存性補償回路５０５は、その取得した送信信号の中心周波数情報に基づき、予め所有している整合回路５０３のインピーダンスの調整データを取得し、その取得した調整データを加算器５０８に出力する。
Next, the operation of the fifth embodiment having such a configuration will be described with reference to FIG.
The
The frequency
一方、温度依存性補償回路５０７は、温度センサ５０６の検出温度に基づき、予め所有している整合回路５０３のインピーダンスの調整データを取得し、その取得した調整データを加算器５０８に出力する。
加算器５０８は、それらの２つの調整データを加算することにより、その２つの補償を満足するための新たなインピーダンスの調整データに変換し、この変換されたインピーダンスの調整データに従って整合回路５０３の所定のインピーダンスの値を調整する。
On the other hand, the temperature
The
この結果、平面送信アンテナ５０４は、その周辺に存在する媒質（この例ではアンテナの誘電体基板）の比誘電率の周波数依存性の補償がされると同時に、その媒質の比誘電率の温度依存性の補償がされる。
このように、この第５実施形態では、周波数依存性補償回路５０５、温度依存性補償回路５０７、加算器５０８、および整合回路５０３の複合動作または連携動作により、平面送信アンテナ５０４の入力インピーダンスは、送信周波数および周囲温度にかかわらず一定に保たれる。
As a result, the
As described above, in the fifth embodiment, the input impedance of the
従って、平面送信アンテナ５０４を使用するこの第５実施形態では、アンテナの帯域を規格の許す限界まで誘電体基板の厚みを薄くする事で狭くすることができる。
ここで、参考のために、現在用いられている移動通信規格のシステム帯域幅、チャンネル帯域幅を図８に示す。
ところで、一般に送信システムでは、通常はさまざまな変動があっても送信帯域内で一定の利得が得られるように広帯域に設計されたアンテナと、隣接する帯域に信号が漏れ出さない為にアンテナと送信機の間に、帯域制限フィルタが挿入された送信システムを構成している。
Therefore, in the fifth embodiment using the
Here, for reference, the system bandwidth and channel bandwidth of the currently used mobile communication standard are shown in FIG.
By the way, in general, in a transmission system, an antenna designed to have a wide band so that a constant gain can be obtained within a transmission band even if there are various variations, and a transmission from an antenna to prevent signals from leaking to adjacent bands. A transmission system in which a band limiting filter is inserted between the devices is configured.
しかし、図５に示す第５実施形態では、アンテナとして上記のように平面アンテナを使用し、この平面アンテナはその構造によって非常に狭帯域のものを設計（実現）できるので、アンテナと送信機との間に一般に設けられている帯域制限フィルタを省略することができるようになった。
さらに、上記の文献によると、平面アンテナの基板の厚さその放射効率との間には、図９に示すように、基板の厚さが薄いほど放射効率が高まる関係が存在する。従って、平面アンテナの帯域を最適にするために、基板の厚さを薄くすると、平面アンテナは同時に放射効率の高いアンテナとなるのである。
However, in the fifth embodiment shown in FIG. 5, a planar antenna is used as an antenna as described above, and this planar antenna can be designed (implemented) with a very narrow band depending on its structure. It is possible to omit a band limiting filter that is generally provided between the two.
Further, according to the above-mentioned document, there is a relationship between the thickness of the substrate of the planar antenna and the radiation efficiency thereof, as shown in FIG. 9, the radiation efficiency increases as the substrate thickness decreases. Therefore, if the thickness of the substrate is reduced in order to optimize the bandwidth of the planar antenna, the planar antenna becomes an antenna with high radiation efficiency at the same time.
そこで、この第５実施形態では、その基板の厚みが放射帯域と放射効率とのトレードオフ要因であることを利用し、アンテナの放射帯域に対してその放射効率が最適値となるように、基板の厚みを決定するようにしている。
以上のように、この第５実施形態によれば、いかなる送信周波数においても、送信機から見たアンテナの特性変動が無く、高い放射効率を有し、アンテナと送信機の間に帯域制限フィルタが無いにもかかわらず正確に帯域の制限された、マルチバンド対応アンテナが構成できる。
Therefore, in the fifth embodiment, the substrate is used so that the radiation efficiency becomes an optimum value with respect to the radiation band of the antenna, utilizing the fact that the thickness of the substrate is a trade-off factor between the radiation band and the radiation efficiency. The thickness is determined.
As described above, according to the fifth embodiment, at any transmission frequency, there is no variation in antenna characteristics seen from the transmitter, high radiation efficiency, and a band limiting filter is provided between the antenna and the transmitter. A multi-band compatible antenna can be configured with an accurate band limitation despite the absence.
（第６実施形態）
図１０は、本発明に係るアンテナ装置を、本発明に係る通信装置に適用した第６実施形態の構成を示す。
この第６実施形態に係る通信装置は、所定の周波数帯域の電波を受信するものであり、図１０に示すように、平面受信アンテナ６０１と、整合回路６０２と、受信機６０４と、周波数依存性補償回路６０５と、温度センサ６０６と、温度依存性補償回路６０７と、加算器６０８と、を備えている。
ここで、平面受信アンテナ６０１、整合回路６０２、周波数依存性補償回路６０５、温度センサ６０６、温度依存性補償回路６０７、および加算器６０８は、本発明に係るアンテナ装置を構成する。
(Sixth embodiment)
FIG. 10 shows a configuration of a sixth embodiment in which the antenna device according to the present invention is applied to the communication device according to the present invention.
The communication apparatus according to the sixth embodiment receives radio waves in a predetermined frequency band. As shown in FIG. 10, the planar receiving antenna 601, matching
Here, the planar receiving antenna 601, the
また、周波数依存性補償回路６０５および整合回路６０２は、周波数依存性補償部を構成する。この周波数依存性補償部は、後述のように、平面受信アンテナ６０１の周辺に存在する媒質の比誘電率の周波数依存性を補償するためのものである。
さらに、温度センサ６０６、温度依存性補償回路６０７、および整合回路６０２は、温度依存性補償部を構成する。この温度依存性補償部は、後述のように、平面受信アンテナ６０１の周辺に存在する媒質の比誘電率の温度依存性を補償するためのものである。
The frequency
Furthermore, the
次に、この第６実施形態の各部の構成について、図１０を参照して説明する。
平面受信アンテナ６０１は、上述の第５実施形態で使用される平面送信アンテナ５０４を受信用に使用するようにした。従って、平面受信アンテナ６０１は、その平面送信アンテナ５０４と構成が同様であり、かつ、その特性（狭帯域性など）や基板の最適化設計なども同様である。平面受信アンテナ６０１と整合回路６０２とは、給電線６０９によって電気的に接続されている。
Next, the configuration of each part of the sixth embodiment will be described with reference to FIG.
As the planar receiving antenna 601, the
整合回路６０２は、平面受信アンテナ６０１と受信機６０４との間に設け、その両者の間のインピーダンスの整合を行うものである。この整合回路６０２は、キャパシタやコイルなどから構成され所定のインピーダンスを有するとともに、そのインピーダンスの値が調整自在となっており、その調整は周波数依存性補償回路６０５および温度依存性補償回路６０７からの調整データに基づいて行われるようになっている。
The
受信機６０４は、平面受信アンテナ６０１からの受信信号を受け取り、その受信信号からデータを復調するとともに、その受信信号の中心周波数情報を周波数依存性補償回路６０５に通知するようになっている。
周波数依存性補償回路６０５は、この通信装置がカバーする周波数範囲において、平面受信アンテナ６０１と受信機６０４とのインピーダンスの整合条件を周波数変動の面から満たすために、整合回路６０２のインピーダンスを調整するものである。
The
The frequency
このため、周波数依存性補償回路６０５は、受信機６０４が受信した受信信号の中心周波数情報を受信機６０４から取得し、その中心周波数情報に応じて整合回路６０２の所定のインピーダンスに付加、または削減すべきインピーダンスの調整データを予め所有している。
そして、周波数依存性補償回路６０５は、平面受信アンテナ６０１の周辺に存在する媒体の比誘電率の周波数依存性の補償を行うために、受信機６０４から取得した受信信号の中心周波数情報に基づき、予め所有している整合回路６０２のインピーダンスの調整データを取得し、その取得した調整データを加算器６０８に出力するようになっている。
For this reason, the frequency
Then, the frequency
温度センサ６０６は、平面受信アンテナ６０１の周辺の媒質の温度、この例ではアンテナの基板の温度を検出するセンサであり、その検出温度は温度依存性補償回路６０７に通知されるようになっている。
温度依存性補償回路６０７は、この通信装置がカバーする周波数範囲において、平面受信アンテナ６０１と受信機６０４とのインピーダンスの整合条件を温度変動の面から満たすために、整合回路６０２のインピーダンスを調整するものである。
The
The temperature
このため、温度依存性補償回路６０７は、温度センサ６０６の検出温度に応じて整合回路６０２の所定のインピーダンスに付加、または削減すべきインピーダンスの調整データを予め所有している。
そして、温度依存性補償回路６０７は、温度センサ６０６の検出温度に基づき、予め所有している整合回路６０２のインピーダンスの調整データを取得し、その取得した調整データを加算器６０８に出力するようになっている。
For this reason, the temperature
The temperature
加算器６０８は、周波数依存性補償回路６０５からの調整データと、温度依存性補償回路６０７からの調整データとを加算することにより、その２つの補償を満足するための新たなインピーダンスの調整データに変換し、この変換されたインピーダンスの調整データに従って整合回路６０２の所定のインピーダンスの値を調整する。これにより、平面受信アンテナ６０１の周辺に存在する媒体の比誘電率の周波数依存性の補償ができると同時に、その媒体の比誘電率の温度依存性の補償ができる。
The
次に、このような構成からなる第６実施形態の動作について、図１０を参照しながら説明する。
受信機６０４は、平面受信アンテナ６０１が受信した受信信号を受け取り、この受け取った受信信号からデータを復調すると同時に、その受信信号の中心周波数情報を周波数依存性補償回路６０５に通知する。
周波数依存性補償回路６０５は、その取得した受信信号の中心周波数情報に基づき、予め所有している整合回路６０２のインピーダンスの調整データを取得し、その取得した調整データを加算器６０８に出力する。
一方、温度依存性補償回路６０７は、温度センサ６０６の検出温度に基づき、予め所有している整合回路６０２のインピーダンスの調整データを取得し、その取得した調整データを加算器６０８に出力する。
Next, the operation of the sixth embodiment having such a configuration will be described with reference to FIG.
The
The frequency
On the other hand, based on the temperature detected by the
加算器６０８は、それらの２つの調整データを加算することにより、その２つの補償を満足するための新たなインピーダンスの調整データに変換し、この変換されたインピーダンスの調整データに従って整合回路６０２の所定のインピーダンスの値を調整する。
この結果、平面受信アンテナ６０１は、その周辺に存在する媒質（この例ではアンテナが形成される誘電体基板）の比誘電率の周波数依存性の補償がされると同時に、その媒質の比誘電率の温度依存性の補償がされる。
The
As a result, the planar receiving antenna 601 is compensated for the frequency dependence of the relative permittivity of the medium (in this example, the dielectric substrate on which the antenna is formed) existing in the periphery, and at the same time, the relative permittivity of the medium. Is compensated for the temperature dependence.
このように、この第６実施形態では、周波数依存性補償回路６０５、温度依存性補償回路６０７、加算器６０８、および整合回路６０２の複合動作または連携動作により、平面受信アンテナ６０１の出力インピーダンスは、受信周波数および周囲温度にかかわらず一定に保たれる。
従って、平面受信アンテナ６０１を使用するこの第６実施形態では、アンテナの帯域を規格の許す限界まで誘電体基板の厚みを薄くする事で狭くすることができる。
ところで、一般に受信システムでは、通常はさまざまな変動があっても受信帯域内で一定の利得が得られるように広帯域に設計されたアンテナと、隣接する帯域に信号が漏れ出さない為にアンテナと受信機の間に、帯域制限フィルタが挿入された受信システムを構成している。
As described above, in the sixth embodiment, the output impedance of the planar receiving antenna 601 is obtained by the combined operation or the cooperative operation of the frequency
Therefore, in the sixth embodiment using the planar receiving antenna 601, the antenna band can be narrowed by reducing the thickness of the dielectric substrate to the limit allowed by the standard.
By the way, in general, in a receiving system, an antenna designed to have a wide band so that a constant gain can be obtained within the reception band even if there are various fluctuations, and to receive signals from the antenna in order to prevent signals from leaking into adjacent bands. A reception system in which a band limiting filter is inserted between the devices is configured.
しかし、図１０に示す第６実施形態では、受信用のアンテナとして上記のように平面アンテナを使用し、この平面アンテナはその構造によって非常に狭帯域のものを設計（実現）できるので、アンテナと受信機との間に一般に設けられている帯域制限フィルタを省略することができるようになった。
従って、この第６実施形態によれば、いかなる受信周波数においても、受信機から見たアンテナの特性変動が無く、高い受信効率を有し、アンテナと受信機の間に帯域制限フィルタが無いにもかかわらず正確に帯域の制限された、マルチバンド対応アンテナが構成できる。
However, in the sixth embodiment shown in FIG. 10, a planar antenna is used as a receiving antenna as described above, and this planar antenna can be designed (implemented) with a very narrow band depending on its structure. A band limiting filter generally provided between the receiver and the receiver can be omitted.
Therefore, according to the sixth embodiment, there is no variation in antenna characteristics seen from the receiver at any reception frequency, high reception efficiency, and no band limiting filter between the antenna and the receiver. Regardless of this, it is possible to construct a multiband-compatible antenna with an accurate band limitation.
（第７実施形態）
図１１は、本発明に係るアンテナ装置を、ＦＤＭＡ（周波数分割多重化）方式の通信装置に適用した第７実施形態の構成を示す。
この第７実施形態に係る通信装置は、送信と受信とを異なる周波数で行うＦＤＭＡ方式の送受信装置（トランシーバ）であり、図１１に示すように、送信系の装置と、受信系の装置とで構成されている。
送信系の装置は、送信機７０１と、整合回路７０２と、平面送信アンテナ７０３と、周波数依存性補償回路７０４と、温度センサ７０５と、温度依存性補償回路７０６と、加算器７０７と、を備えている。
(Seventh embodiment)
FIG. 11 shows the configuration of a seventh embodiment in which the antenna apparatus according to the present invention is applied to an FDMA (frequency division multiplexing) communication apparatus.
The communication apparatus according to the seventh embodiment is an FDMA transmission / reception apparatus (transceiver) that performs transmission and reception at different frequencies. As shown in FIG. 11, a transmission apparatus and a reception apparatus are used. It is configured.
The transmission system apparatus includes a
受信系の装置は、平面受信アンテナ７０８と、整合回路７０９と、受信機７１０と、周波数依存性補償回路７１１と、温度センサ７０５と、温度依存性補償回路７０６と、加算器７１２と、を備えている。
平面送信アンテナ７０３と平面受信アンテナ７０８とは、所定の誘電体からなる同一の基板７１３上に形成され、小型化を図るようにしている。その両アンテナ７０３、７０８は、上述の第５実施形態で使用される平面送信アンテナ５０４と同様に構成されるともに、その特性（狭帯域性など）や基板の最適化設計なども同様である。
The reception system apparatus includes a
The
また、温度センサ７０５と温度依存性補償回路７０６とは、平面送信アンテナ７０３と平面受信アンテナ７０８とが同一の基板７１３上に形成されているので、送信系の装置と受信系の装置とで共通に使用されるようになっている。
ここで、平面送信アンテナ７０３、整合回路７０２、周波数依存性補償回路７０４、温度センサ７０５、温度依存性補償回路５０７、および加算器５０８は、本発明に係るアンテナ装置を構成する。
Further, the
Here, the
また、周波数依存性補償回路７０４、加算器７０７、および整合回路７０２は、周波数依存性補償部を構成する。この周波数依存性補償部は、後述のように、平面送信アンテナ７０３の周辺に存在する媒質の比誘電率の周波数依存性を補償するためのものである。
そして、温度センサ７０５、温度依存性補償回路７０６、加算器７０７、および整合回路７０２は、温度依存性補償部を構成する。この温度依存性補償部は、後述のように、平面送信アンテナ７０３の周辺に存在する媒質の比誘電率の温度依存性を補償するためのものである。
The frequency
The
さらに、周波数依存性補償回路７１１、加算器７１２、および整合回路７０９は、周波数依存性補償部を構成する。この周波数依存性補償部は、後述のように、平面受信アンテナ７０８の周辺に存在する媒質の比誘電率の周波数依存性を補償するためのものである。
また、温度センサ７０５、温度依存性補償回路７０６、加算器７１２、および整合回路７０９は、温度依存性補償部を構成する。この温度依存性補償部は、後述のように、平面受信アンテナ７０８の周辺に存在する媒質の比誘電率の温度依存性を補償するためのものである。
Further, the frequency
The
次に、送信系の装置の各部の構成について、図１１を参照して説明する。
送信機７０１は、送信すべき送信信号を生成し、この生成した送信信号を整合回路７０２へ送出すると同時に、送信信号の中心周波数情報を周波数依存性補償回路７０４に通知するようになっている。
整合回路７０２は、送信機７０１と平面送信アンテナ７０３との間に設け、その両者の間のインピーダンスの整合を行うものである。この整合回路７０２は、所定のインピーダンスを有するとともに、そのインピーダンスの値が調整自在となっており、その調整は周波数依存性補償回路７０４と温度依存性補償回路７０６からの調整データに基づいて行われるようになっている。
Next, the configuration of each unit of the transmission system will be described with reference to FIG.
The
The
周波数依存性補償回路７０４は、この通信装置がカバーする周波数範囲において、送信機７０１と平面送信アンテナ７０３とのインピーダンスの整合条件を周波数変動の面から満たすために、整合回路７０２のインピーダンスを調整するものである。
このため、周波数依存性補償回路７０４は、送信機７０１が生成する送信信号の中心周波数情報を送信機７０１から取得し、その中心周波数情報に応じて整合回路７０２の所定のインピーダンスに付加、または削減すべきインピーダンスの調整データを予め所有している。
The frequency
For this reason, the frequency
そして、周波数依存性補償回路７０４は、送信機７０１から取得した送信信号の中心周波数情報に基づき、予め所有している整合回路７０２のインピーダンスの調整データを取得し、その取得した調整データを加算器７０７に出力するようになっている。
温度センサ７０５は、平面送信アンテナ７０３の周辺の媒質の温度、この例ではアンテナの同一基板７１３の温度を検出するセンサであり、その検出温度は温度依存性補償回路７０６に通知されるようになっている。
The frequency
The
温度依存性補償回路７０６は、この通信装置がカバーする周波数範囲において、送信機７０１と平面送信アンテナ７０３とのインピーダンスの整合条件を温度変動の面から満たすために、整合回路７０２のインピーダンスを調整するものである。
このため、温度依存性補償回路７０６は、温度センサ７０５の検出温度に応じて整合回路７０２の所定のインピーダンスに付加、または削減すべきインピーダンスの調整データを予め所有している。
そして、温度依存性補償回路７０６は、温度センサ７０５の検出温度に基づき、予め所有している整合回路７０２のインピーダンスの調整データを取得し、その取得した調整データを加算器７０７に出力するようになっている。
The temperature
For this reason, the temperature
The temperature
加算器７０７は、周波数依存性補償回路７０４からの調整データと、温度依存性補償回路７０６からの調整データとを加算することにより、その２つの補償を満足するための新たなインピーダンスの調整データに変換し、この変換されたインピーダンスの調整データに従って整合回路７０２の所定のインピーダンスの値を調整する。
これにより、平面送信アンテナ７０３の周辺に存在する媒質（この例ではアンテナの誘電体基板）の比誘電率の周波数依存性の補償ができると同時に、その媒質の比誘電率の温度依存性の補償ができる。
The
This makes it possible to compensate for the frequency dependence of the relative permittivity of the medium (in this example, the antenna dielectric substrate) existing around the
次に、受信系の装置の各部の構成について、図１１を参照して説明する。
平面受信アンテナ７０８は、上述のように構成する。整合回路７０９は、平面受信アンテナ７０８と受信機７１０との間に設け、その両者の間のインピーダンスの整合を行うものである。
この整合回路７０９は、所定のインピーダンスを有するとともに、そのインピーダンスの値が調整自在となっており、その調整は周波数依存性補償回路７１１および温度依存性補償回路７０６からの調整データに基づいて行われるようになっている。
Next, the configuration of each unit of the receiving system will be described with reference to FIG.
The
The
受信機７１０は、平面受信アンテナ７０８からの受信信号を受け取り、その受信信号からデータを復調するとともに、その受信信号の中心周波数情報を周波数依存性補償回路７１１に通知するようになっている。
周波数依存性補償回路７１１は、この通信装置がカバーする周波数範囲において、平面受信アンテナ７０８と受信機７１０とのインピーダンスの整合条件を周波数変動の面から満たすために、整合回路７０９のインピーダンスを調整するものである。
このため、周波数依存性補償回路７１１は、受信機７１０が受信した受信信号の中心周波数情報を受信機７１０から取得し、その中心周波数情報に応じて整合回路７０９の所定のインピーダンスに付加、または削減すべきインピーダンスの調整データを予め所有している。
The
The frequency
For this reason, the frequency
そして、周波数依存性補償回路７１１は、受信機７１０から取得した受信信号の中心周波数情報に基づき、予め所有している整合回路７０９のインピーダンスの調整データを取得し、その取得した調整データを加算器７１２に出力するようになっている。
温度依存性補償回路７０６は、この通信装置がカバーする周波数範囲において、平面受信アンテナ７０８と受信機７１０とのインピーダンスの整合条件を温度変動の面から満たすために、整合回路７０９のインピーダンスを調整するものである。
Then, the frequency
The temperature
このため、温度依存性補償回路７０６は、温度センサ７０５の検出温度に応じて整合回路７０９の所定のインピーダンスに付加、または削減すべきインピーダンスの調整データを予め所有している。
そして、温度依存性補償回路７０６は、温度センサ７０５の検出温度に基づき、予め所有している整合回路７０９のインピーダンスの調整データを取得し、その取得した調整データを加算器７１２に出力するようになっている。
For this reason, the temperature
Then, the temperature
加算器７１２は、周波数依存性補償回路７１１からの調整データと、温度依存性補償回路７０６からの調整データとを加算することにより、その２つの補償を満足するための新たなインピーダンスの調整データに変換し、この変換されたインピーダンスの調整データに従って整合回路７０９の所定のインピーダンスの値を調整する。これにより、平面受信アンテナ７０８の周辺に存在する媒質の比誘電率の周波数依存性の補償ができると同時に、その媒質の比誘電率の温度依存性の補償ができる。
The
次に、このような構成からなる第７実施形態の動作について、図１１を参照しながら説明する。
まず、送信系の装置について説明すると、送信機７０１は、送信すべき送信信号を整合回路７０２へ送出すると同時に、その送信信号の中心周波数情報を周波数依存性補償回路７０４に通知する。
周波数依存性補償回路７０４は、その取得した送信信号の中心周波数情報に基づき、予め所有している整合回路７０２のインピーダンスの調整データを取得し、その取得した調整データを加算器７０７に送出する。
一方、温度依存性補償回路７０６は、温度センサ７０６の検出温度に基づき、予め所有している整合回路７０２のインピーダンスの調整データを取得し、その取得した調整データを加算器７０７に送出する。
Next, the operation of the seventh embodiment having such a configuration will be described with reference to FIG.
First, the transmission system apparatus will be described. The
The frequency
On the other hand, the temperature
加算器７０７は、それらの２つのインピーダンスの調整データを加算することにより、その２つの補償を満足するための新たなインピーダンスの調整データに変換し、この変換されたインピーダンスの調整データに従って整合回路７０２の所定のインピーダンスの値を調整する。
この結果、平面送信アンテナ７０３は、その周辺に存在する媒質（この例ではアンテナが形成される誘電体基板）の比誘電率の周波数依存性の補償がされると同時に、その媒質の比誘電率の温度依存性の補償がされる。
The
As a result, the
次に、受信系の装置について説明すると、受信機７１０は、平面受信アンテナ７０８が受信した受信信号を受け取り、この受け取った受信信号からデータを復調すると同時に、その受信信号の中心周波数情報を周波数依存性補償回路７１１に通知する。
周波数依存性補償回路７１１は、その取得した受信信号の中心周波数情報に基づき、予め所有している整合回路７０９のインピーダンスの調整データを取得し、その取得した調整データを加算器７１２に送出する。
Next, a receiving system device will be described. The
The frequency
一方、温度依存性補償回路７０６は、温度センサ７０５の検出温度に基づき、予め所有している整合回路７０９のインピーダンスの調整データを取得し、その取得した調整データを加算器７１２に送出する。
加算器７１２は、それらの２つのインピーダンスの調整データを加算することにより、その２つの補償を満足するための新たなインピーダンスの調整データに変換し、この変換されたインピーダンスの調整データに従って整合回路７０９の所定のインピーダンスの値を調整する。
この結果、平面受信アンテナ７０８は、その周辺に存在する媒質（この例ではアンテナが形成される誘電体基板）の比誘電率の周波数依存性の補償がされると同時に、その媒質の比誘電率の温度依存性の補償がされる。
On the other hand, the temperature
The
As a result, the
以上の説明からわかるように、この第７実施形態では、平面送信アンテナ７０３と平面受信アンテナ７０８とを同一の誘電体の基板７１３上に形成するようにした。このため、その両アンテナ７０３、７０８の周辺の媒質である同一基板７１３の比誘電率の温度依存性を補償を行うために必要な温度（基板７１３の温度）を、１つの温度センサ７０５で検出するようにした。従って、この第７実施形態では、その温度センサ７０５の検出温度に基づいて温度依存性の補償を行う温度依存性制御ループを、送信系の装置と受信系の装置とで兼用することができる。
As can be understood from the above description, in the seventh embodiment, the
また、この第７実施形態で想定する受信周波数の受信帯域は、従来のＦＤＭＡ方式のトランシーバのようにバンドパスフィルタで通過させ、図８で「システム帯域」と表現されているものよりもっと狭い帯域、すなわち図８で「チャネル帯域」と定義されているものである。このような通過帯域の狭いフィルタを構成するためには、受信信号の周波数情報の入手が不可欠である。 In addition, the reception band of the reception frequency assumed in the seventh embodiment is narrower than the band represented by the “system band” in FIG. 8 by passing through a band-pass filter like a conventional FDMA transceiver. That is, it is defined as “channel band” in FIG. In order to configure such a filter with a narrow passband, it is essential to obtain frequency information of the received signal.
そこで、この第７実施形態では、受信信号の周波数情報を受信信号のキャリア周波数を検知するためだけに使うのではなく、これを平面アンテナの基板材の比誘電率の周波数に対する変動を補償するために使用するようにしたことを特徴とする。
すなわち、この第７実施形態では、周波数依存性補償回路７１１、加算器７１２、および整合回路７０９によって周波数依存性の補償ループを設けるようにし、受信信号の周波数情報を用いて上記の周波数依存性の補償を行うようにした。
Therefore, in the seventh embodiment, the frequency information of the received signal is not used only for detecting the carrier frequency of the received signal, but is used to compensate for the variation of the relative permittivity of the substrate material of the planar antenna with respect to the frequency. It is characterized in that it is used for
That is, in the seventh embodiment, a frequency-dependent compensation loop is provided by the frequency-
このため、この第７実施形態では、平面受信アンテナ７０８の入力インピーダンスを変動させる主要因である温度変動だけでなく、第２番目の要因である動作周波数の変動も補償することができ、Ｑすなわち感度が高いシステムの安定動作を達成できる。
また、この第７実施形態では、送信系の装置の使用する周波数と受信系の装置の使用する周波数とでは異なるが、送信系の装置では、上記のようにして平面送信アンテナ７０３の温度依存性と周波数依存性を補償するようにした。このため、平面送信アンテナ７０３の基板の温度変動、送信信号の周波数変動があっても、送信信号の周波数帯域において整合回路は安定した整合条件が達成することができる。
For this reason, in the seventh embodiment, not only the temperature fluctuation, which is the main factor that fluctuates the input impedance of the
In the seventh embodiment, although the frequency used by the transmission system device is different from the frequency used by the reception system device, in the transmission system device, the temperature dependence of the
（第８実施形態）
図１２は、本発明に係るアンテナ装置を、ＴＤＭＡ（時分割多重化）方式の通信装置に適用した第８実施形態の構成を示す。
この第８実施形態に係る通信装置は、送信と受信とを同じ周波数で行うＴＤＭＡ方式の送受信装置（トランシーバ）であり、図１１に示すように、送信機８０１と、受信機８０２と、送受切替スイッチ８０３と、整合回路８０４と、送受信平面アンテナ８０５とを備え、送受切替スイッチ８０３の切り替えによって送信機８０１と受信機８０２とを選択的に使用するようになっている。
(Eighth embodiment)
FIG. 12 shows the configuration of an eighth embodiment in which the antenna apparatus according to the present invention is applied to a TDMA (time division multiplexing) communication apparatus.
The communication apparatus according to the eighth embodiment is a TDMA transmission / reception apparatus (transceiver) that performs transmission and reception at the same frequency. As shown in FIG. 11, a
また、この第８実施形態では、図１１に示すように、温度センサ８０６と、温度依存性補償回路８０７と、周波数依存性補償回路８０８と、加算器８０９と、を備えている。
さらに、送受信平面アンテナ８０５は、送信信号と受信信号のキャリア周波数が同じであるので、送信アンテナと受信アンテナとを兼用させている。そして、その送受信平面アンテナ８０５は、上述の第５実施形態で使用される平面送信アンテナ５０４と同様に構成されるとともに、その特性（狭帯域性など）や基板の最適化設計なども同様である。
In the eighth embodiment, as shown in FIG. 11, a
Further, since the transmission /
ここで、送受信平面アンテナ８０５、整合回路８０４、周波数依存性補償回路８０８、温度センサ８０６、温度依存性補償回路８０７、および加算器８０９は、本発明に係るアンテナ装置を構成する。
また、周波数依存性補償回路８０８、加算器８０９、および整合回路８０４は、周波数依存性補償部を構成する。この周波数依存性補償部は、後述のように、送受信平面アンテナ８０５の周辺に存在する媒質の比誘電率の周波数依存性を補償するためのものである。
さらに、温度センサ８０６、温度依存性補償回路８０７、加算器８０９、および整合回路８０４は、温度依存性補償部を構成する。この温度依存性補償部は、後述のように、送受信平面アンテナ８０５の周辺に存在する媒質の比誘電率の温度依存性を補償するためのものである。
Here, the transmission /
The frequency
Furthermore, the
次に、この第８実施形態の各部の構成について、図１２を参照して説明する。
送信機８０１は、送信すべき送信信号を生成し、この生成した送信信号を整合回路８０２へ送出すると同時に、送信信号の中心周波数情報を周波数依存性補償回路８０８に通知するようになっている。
整合回路８０４は、送信機８０１および受信機８０２と送受信送信アンテナ８０５との間に設け、その両者の間のインピーダンスの整合を行うものである。この整合回路８０４は、所定のインピーダンスを有するとともに、そのインピーダンスの値が調整自在となっており、その調整は周波数依存性補償回路８０８と温度依存性補償回路８０７からの調整データに基づいて行われるようになっている。
Next, the configuration of each part of the eighth embodiment will be described with reference to FIG.
The
The
周波数依存性補償回路８０８は、この通信装置がカバーする周波数範囲において、送信機８０１と送受信平面アンテナ８０５との間、または受信機８０２と送受信平面アンテナ８０５との間のインピーダンスの整合条件を周波数変動の面から満たすために、整合回路８０４のインピーダンスを調整するものである。
このため、周波数依存性補償回路８０８は、例えば送信機８０１が生成する送信信号の中心周波数情報を送信機８０１から取得し、その中心周波数情報に応じて整合回路８０４の所定のインピーダンスに付加、または削減すべきインピーダンスの調整データを予め所有している。
In the frequency range covered by the communication apparatus, the frequency
For this reason, the frequency
そして、周波数依存性補償回路８０８は、送信機８０１から取得した送信信号の中心周波数情報に基づき、予め所有している整合回路８０４のインピーダンスの調整データを取得し、その取得した調整データを加算器８０９に出力するようになっている。
温度センサ８０６は、送受信平面アンテナ８０５の周辺の媒質の温度、この例ではアンテナの誘電体基板の温度を検出するセンサであり、その検出温度は温度依存性補償回路８０７に通知されるようになっている。
Then, the frequency
The
温度依存性補償回路８０７は、この通信装置がカバーする周波数範囲において、送信機８０１と送受信平面アンテナ８０５との間、または受信機８０２と送受信平面アンテナ８０５との間のインピーダンスの整合条件を温度変動の面から満たすために、整合回路８０４のインピーダンスを調整するものである。
このため、温度依存性補償回路８０７は、温度センサ８０６の検出温度に応じて整合回路８０４の所定のインピーダンスに付加、または削減すべきインピーダンスの調整データを予め所有している。
そして、温度依存性補償回路８０７は、温度センサ８０６の検出温度に基づき、予め所有している整合回路８０４のインピーダンスの調整データを取得し、その取得した調整データを加算器８０９に送出するようになっている。
In the frequency range covered by the communication apparatus, the temperature
For this reason, the temperature
Then, the temperature
加算器８０９は、周波数依存性補償回路８０８からの調整データと、温度依存性補償回路８０７からの調整データとを加算することにより、その２つの補償を満足するための新たなインピーダンスの調整データに変換し、この変換されたインピーダンスの調整データに従って整合回路８０４の所定のインピーダンスの値を調整する。これにより、送受信平面アンテナ８０５の周辺に存在する媒質（この例ではアンテナに誘電体基板）の比誘電率の周波数依存性の補償ができると同時に、その媒質の比誘電率の温度依存性の補償ができる。
The
次に、このような構成からなる第８実施形態の動作について、図１２を参照しながら説明する。
送信機８０１は、送信すべき送信信号を整合回路８０４へ送出すると同時に、その送信信号の中心周波数情報を周波数依存性補償回路８０８に通知する。
周波数依存性補償回路８０８は、その取得した送信信号の中心周波数情報に基づき、予め所有している整合回路８０４のインピーダンスの調整データを取得し、その取得した調整データを加算器８０９に出力する。
Next, the operation of the eighth embodiment having such a configuration will be described with reference to FIG.
The
The frequency
一方、温度依存性補償回路８０７は、温度センサ８０６の検出温度に基づき、予め所有している整合回路８０４のインピーダンスの調整データを取得し、その取得した調整データを加算器８０９に送出する。
加算器８０９は、それらの２つのインピーダンスの調整データを加算することにより、その２つの補償を満足するための新たなインピーダンスの調整データに変換し、この変換されたインピーダンスの調整データに従って整合回路８０４の所定のインピーダンスの値を調整する。
On the other hand, the temperature
The
この結果、送受信平面アンテナ８０５は、その周辺に存在する媒質の比誘電率の周波数依存性の補償がされると同時に、その媒質の比誘電率の温度依存性の補償がされる。
一方、受信機８０２の動作時には、上記の温度依存性および周波数依存性の各補償動作は継続される。
なお、この例では、送信機８０１からの送信信号の周波数情報を用いて補償動作を行うようにした。しかし、このシステムにおいてキャリア周波数は送受同一であるので、キャリア周波数の信号は受信機８０２から取得して補償動作を行うようにしても良い。
As a result, the transmission /
On the other hand, during the operation of the
In this example, the compensation operation is performed using the frequency information of the transmission signal from the
この第８実施形態で想定する送受信周波数の帯域は、従来のＴＤＭＡ方式のトランシーバのようにバンドパスフィルタで通過させ、図８で「システム帯域」と表現されているものよりもっと狭い帯域、すなわち図８で「チャネル帯域」と定義されているものである。このような通過帯域の狭いフィルタを構成するためには、送信信号の周波数情報の入手が不可欠である。 The transmission / reception frequency band assumed in the eighth embodiment is passed through a band-pass filter like a conventional TDMA transceiver and is narrower than what is expressed as “system band” in FIG. 8 is defined as “channel band”. In order to configure such a filter with a narrow passband, it is essential to obtain frequency information of the transmission signal.
そこで、この第８実施形態では、ＴＤＭＡシステムのキャリア周波数を検知するためだけに使うのではなく、これを平面アンテナの基板材の比誘電率の周波数に対する変動を補償するために使用するようにしたことを特徴としている。
すなわち、この第８実施形態では、周波数依存性補償回路８０８、加算器８０９、および整合回路８０４によって周波数依存性の補償ループを設け、送信信号の周波数情報を用いて周波数依存性の補償を行うようにした。
このため、この第８実施形態では、送受信平面アンテナ８０５の入力および出力インピーダンスを変動させる主要因である温度変動だけでなく、第２番目の要因である動作周波数の変動も補償することができ、Ｑすなわち感度が高いシステムの安定動作を達成することができる。
Therefore, in the eighth embodiment, it is used not only for detecting the carrier frequency of the TDMA system, but also for compensating for the variation of the relative permittivity of the substrate material of the planar antenna with respect to the frequency. It is characterized by that.
That is, in the eighth embodiment, a frequency-dependent compensation loop is provided by the frequency-
For this reason, in the eighth embodiment, not only the temperature fluctuation, which is the main factor that fluctuates the input and output impedances of the transmission /
１０１、３０１、５０１、７０１、８０１ 送信機
１０２、２０３、３０２、４０３ チャネル選択フィルタ
１０３、２０２、３０３、４０２、５０３ 整合回路
１０４、２０１、３０４、４０１ マイクロストリップアンテナ
１０５、２０５、３０５、４０５、５０５ 周波数依存性補償回路
２０４、４０４、６０４、７１０、８０２ 受信機
３０６、４０６、５０６、６０６、７０５、８０６ 温度センサ
３０７、４０７、５０７、６０７、７０６、８０７ 温度依存性補償回路
３０８、４０８、５０８、６０８、７０７、７１２、８０９ 加算器
５０４、７０３ 平面送信アンテナ
６０１、７０８ 平面受信アンテナ
６０２、７０２、７０９、８０４ 整合回路
６０５、７０４、７１１、８０８ 周波数依存性補償回路
８０３ 送受切替スイッチ
８０５ 送受信平面アンテナ
101, 301, 501, 701, 801
Claims (15)
前記アンテナの周辺に存在する媒質の比誘電率の周波数依存性を補償する周波数依存性補償部と、
を備えていることを特徴とするアンテナ装置。 An antenna,
A frequency dependence compensator that compensates for the frequency dependence of the relative permittivity of the medium present around the antenna;
An antenna device comprising:
前記アンテナと他の回路との間に設けてインピーダンス整合を行うとともに、そのインピーダンスを調整自在な整合回路と、
前記アンテナで使用される電波の周波数に応じて、前記媒質の比誘電率の周波数依存性を補償するために前記整合回路のインピーダンスを調整する周波数依存性補償回路と、
を備えていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のアンテナ装置。 The frequency dependence compensator is
Provided between the antenna and another circuit to perform impedance matching, and a matching circuit capable of adjusting the impedance,
A frequency dependence compensation circuit that adjusts the impedance of the matching circuit in order to compensate for the frequency dependence of the relative permittivity of the medium according to the frequency of the radio wave used in the antenna;
The antenna device according to claim 1, wherein the antenna device is provided.
前記アンテナの周辺に存在する媒質の温度を検出する温度センサと、
前記温度センサの検出温度に応じて、前記媒質の比誘電率の温度依存性を補償するために前記整合回路のインピーダンスを調整する温度依存性補償回路と、
を備えていることを特徴とする請求項２または請求項３に記載のアンテナ装置。 The temperature dependence compensator is
A temperature sensor for detecting the temperature of a medium existing around the antenna;
A temperature dependence compensation circuit that adjusts the impedance of the matching circuit in order to compensate for the temperature dependence of the relative dielectric constant of the medium according to the temperature detected by the temperature sensor;
The antenna device according to claim 2, wherein the antenna device is provided.
前記誘電体基板の比誘電率の周波数依存性を補償する第１の周波数依存性補償部と、
前記誘電体基板の比誘電率の周波数依存性を補償する第２の周波数依存性補償部と、
前記誘電体基板の温度依存性を補償する温度依存性補償部と、
を備えていることを特徴とするアンテナ装置。 A transmitting antenna and a receiving antenna formed on the same dielectric substrate;
A first frequency dependence compensator for compensating the frequency dependence of the dielectric constant of the dielectric substrate;
A second frequency dependence compensator for compensating the frequency dependence of the dielectric constant of the dielectric substrate;
A temperature dependence compensator for compensating for the temperature dependence of the dielectric substrate;
An antenna device comprising:
送信すべき送信信号を生成する送信機と、
前記送信機で生成された送信信号を電波にして空間に放射させるアンテナと、
を備え、
前記アンテナは、請求項１乃至請求項７のうちのいずれかに記載のアンテナ装置から構成することを特徴とする通信装置。 A communication device that performs wireless transmission,
A transmitter for generating a transmission signal to be transmitted;
An antenna that radiates the transmission signal generated by the transmitter as a radio wave into space;
With
A communication apparatus comprising the antenna device according to any one of claims 1 to 7.
送信されてくる電波を受信するアンテナと、
前記アンテナの受信電波からデータを復調する受信機と、
を備え、
前記アンテナは、請求項１乃至請求項７のうちのいずれかに記載のアンテナ装置から構成することを特徴とする通信装置。 A communication device that performs wireless reception,
An antenna that receives the transmitted radio waves,
A receiver that demodulates data from the received radio wave of the antenna;
With
A communication apparatus comprising the antenna device according to any one of claims 1 to 7.
送受信アンテナと、
前記送受信アンテナに供給すべき送信信号を生成する送信機と、
前記送受信アンテナの受信電波からデータを復調する受信機と、
前記送受信アンテナと前記送信機または前記受信機との接続を切り替える送受切替スイッチと、を備え、
前記送受信アンテナは、請求項１乃至請求項７のうちのいずれかに記載のアンテナ装置から構成することを特徴とする通信装置。 A communication device that performs transmission and reception at the same frequency,
A transmitting and receiving antenna;
A transmitter for generating a transmission signal to be supplied to the transmission / reception antenna;
A receiver that demodulates data from the radio waves received by the transmitting and receiving antennas;
A transmission / reception selector switch that switches connection between the transmission / reception antenna and the transmitter or the receiver,
8. The communication apparatus according to claim 1, wherein the transmission / reception antenna includes the antenna apparatus according to any one of claims 1 to 7.
送信用アンテナと受信用アンテナとを備えたアンテナ装置と、
前記送信用アンテナに供給する送信信号を生成する送信機と、
前記受信用アンテナの受信電波に基づいてデータを復調する受信機と、
を備え、
前記アンテナ装置は、請求項８乃至請求項１１のうちのいずれかに記載のアンテナ装置から構成することを特徴とする通信装置。 A communication device that performs transmission and reception at different frequencies,
An antenna device including a transmitting antenna and a receiving antenna;
A transmitter for generating a transmission signal to be supplied to the transmission antenna;
A receiver that demodulates data based on a received radio wave of the receiving antenna;
With
The said antenna apparatus is comprised from the antenna apparatus in any one of Claim 8 thru | or 11. The communication apparatus characterized by the above-mentioned.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2006141296A JP2007312276A (en) | 2006-05-22 | 2006-05-22 | Antenna unit and communications device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2006141296A JP2007312276A (en) | 2006-05-22 | 2006-05-22 | Antenna unit and communications device |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2007312276A true JP2007312276A (en) | 2007-11-29 |
Family
ID=38844688
Family Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP2006141296A Withdrawn JP2007312276A (en) | 2006-05-22 | 2006-05-22 | Antenna unit and communications device |
Country Status (1)
| Country | Link |
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| JP (1) | JP2007312276A (en) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2008105477A1 (en) * | 2007-02-27 | 2008-09-04 | Kyocera Corporation | Portable electronic device and magnetic antenna circuit |
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-
2006
- 2006-05-22 JP JP2006141296A patent/JP2007312276A/en not_active Withdrawn
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