JP2013219545A - 無線回路、無線機および無線機の無線通信方法 - Google Patents

Abstract

【課題】通信を行うアンテナのアンテナ特性をより好適に向上させる。
【解決手段】無線機１は、アンテナ２１が第一の周波数帯で使用され、アンテナ１１が使用されていないときに、アンテナ１１の共振周波数を、アンテナ２１の特性が劣化する第二の周波数帯が帯域Ｂと重ならず、アンテナ２１の特性が向上する第三の周波数帯が帯域Ｂと重なるように予め設定されている第一の共振周波数に変更する可変整合素子１２および制御部１３を備えている。
【選択図】図１

Description

本発明は、無線通信技術に関し、特に、複数のアンテナを用いる無線通信技術に関する。

近年、複数の周波数帯域で通信を行う複数のアンテナを用いた無線通信技術が提案されている。このとき、アンテナエレメント同士が干渉してアンテナ特性が劣化する場合がある。

特許文献１には、複数のバンドに対応した送受信アンテナエレメントが複数有る場合、複数の給電点を有し、かつ非選択側の給電点（使用していない側の終端）にリアクタンス成分を付加するようにしたことにより、アンテナエレメント同士の影響を低減することができアンテナ特性の劣化を防ぐことができることが記載されている。

特開２００８−２４４５４７号公報（２００８年１０月９日公開）

しかしながら、上述のような従来技術では、通信を行うアンテナエレメントに対し、他のアンテナエレメントからの影響を軽減するに過ぎず、通信を行うアンテナエレメント単独の場合に比べてアンテナ特性を向上させるものではない。

本発明は上記問題に鑑みてなされたものであり、その主たる目的は、複数のアンテナを用いる場合に、通信を行うアンテナエレメントのアンテナ特性をより好適に向上させるための技術を提供ことにある。

上記課題を解決するために、本発明に係る無線回路は、第一のアンテナと、第二のアンテナと、第一のアンテナが第一の周波数帯で使用され、第二のアンテナが使用されていないときに、第二のアンテナの共振周波数を第一の共振周波数の近傍に変更する第一の共振周波数変更部と、を備えており、第二のアンテナは、第二のアンテナの共振周波数によって規定される第二の周波数帯のｎ倍の周波数帯では第一のアンテナの利得を低下させ、第二の周波数帯のｎ倍の周波数帯に隣接した第三の周波数域では第一のアンテナの利得を向上させるようになっており、第一の共振周波数は、第二のアンテナの共振周波数のｎ倍の周波数を第一の共振周波数としたときの第二の周波数帯が第一の周波数帯と重ならず、第三の周波数帯が第一の周波数帯と重なるように予め設定されていることを特徴としている。

上記の構成によれば、無線回路は、第一のアンテナおよび第二のアンテナを備えている。第一のアンテナに対する第二のアンテナの影響は以下のようなものとなる。

まず、第二のアンテナの共振周波数のｎ倍（ｎ＝１、２、３、・・・）の周波数において、第二のアンテナの共振が発生する。この共振が発生した周波数の近傍では、当該共振が干渉するため、第一のアンテナのアンテナ特性が劣化する（利得が低下する）。但し、アンテナ特性が劣化する周波数（第二のアンテナの共振周波数のｎ倍の周波数）から離れるに従って、上記共振に起因するアンテナ特性の劣化は小さくなる。

また、上記共振の影響により、第一のアンテナのインピーダンスが変化する。当該変化は、スミスチャートの中心に近づくような変化であり、第一のアンテナのリターンロスが取れて、反射損が低減する。

これにより、図３に示すように、第二のアンテナの共振周波数のｎ倍の周波数の近傍の劣化部（第二の周波数帯）では、上記共振の干渉が大きいため、第一のアンテナの特性が劣化（利得が低下）する。一方、劣化部に隣接する改善部（第三の周波数帯）では、上記共振の干渉が小さくなるため、上記反射損の低減による効果により、第一のアンテナの特性が改善（利得が向上）する。

ここで、上記の構成によれば、第一の共振周波数変更部は、第一のアンテナが第一の周波数帯で使用され、第二のアンテナが使用されていないときに、第二のアンテナの共振周波数を第一の共振周波数に変更する。そして、第一の共振周波数は、第二のアンテナの共振周波数を第一の共振周波数の近傍としたときの第二の周波数帯が第一の周波数帯と重ならず、第三の周波数帯が第一の周波数帯と重なるように予め設定されている。

そのため、第一のアンテナが第一の周波数帯で使用され、第二のアンテナが使用されていないときに、第一のアンテナの使用周波数帯である第一の周波数帯には、第二のアンテナが第一のアンテナの特性を劣化させる第二の周波数帯は含まれず、第二のアンテナが第一のアンテナの特性を改善させる第三の周波数帯が含まれることになる。これにより、第一のアンテナを使用し、第二のアンテナを使用しないときに、第一アンテナのアンテナ特性をより好適に向上させることができる。

本発明に係る無線回路では、第三の周波数帯には、第二のアンテナが、第一のアンテナ単独の場合に比べて第一のアンテナの利得を０．５ｄＢ以上向上させる第四の周波数帯が含まれており、第一の共振周波数は、第四の周波数帯が第一の周波数帯と重なるように予め設定されていることが好ましい。

上記の構成によれば、第一のアンテナの使用周波数帯である第一の周波数帯と、第一のアンテナ単独の場合に比べて第一のアンテナの利得を０．５ｄＢ以上向上させる第四の周波数帯とが重なっているため、第一のアンテナの特性を好適に向上させることができる。

本発明に係る無線回路では、第一の共振周波数変更部は、第二のアンテナと、第二のアンテナを介して無線通信を行う無線部との間に接続された可変整合素子を備えていることが好ましい。

上記の構成によれば、第一の共振周波数変更部が、第二のアンテナの共振周波数を好適に変更することができる。

本発明に係る無線回路では、第二のアンテナが第五の周波数帯で使用され、第一のアンテナが使用されていないときに、第一のアンテナの共振周波数を第二の共振周波数に変更する第二の共振周波数変更部と、を備えており、第一のアンテナは、第一のアンテナの共振周波数によって規定される第六の周波数帯では第二のアンテナの利得を低下させ、第六の周波数帯に隣接した第七の周波数域では第二のアンテナの利得を向上させるようになっており、第二の共振周波数は、第一のアンテナの共振周波数を第二の共振周波数としたときの第六の周波数帯が第五の周波数帯と重ならず、第七の周波数帯が第五の周波数帯と重なるように予め設定されているものであってもよい。

上記の構成によれば、第二のアンテナが第五の周波数帯で使用され、第一のアンテナが使用されていないときに、第二のアンテナの使用周波数帯である第五の周波数帯には、第一のアンテナが第二のアンテナの特性を劣化させる第六の周波数帯は含まれず、第一のアンテナが第二のアンテナの特性を改善させる第七の周波数帯が含まれることになる。これにより、第二のアンテナを使用し、第一のアンテナを使用しないときに、第二アンテナのアンテナ特性をより好適に向上させることができる。

本発明に係る無線機は、本発明に係る無線回路を備えていることを特徴としている。

上記の構成によれば、複数のアンテナを備えた無線機において、各アンテナの特性を向上させることができる。

本発明に係る無線通信方法は、第一のアンテナおよび第二のアンテナを備えた無線機の無線通信方法であって、第一のアンテナを第一の周波数帯で使用し、第二のアンテナを使用しないときに、第二のアンテナの共振周波数を第一の共振周波数の近傍に変更する第一の共振周波数変更工程を含んでおり、第二のアンテナは、第二のアンテナの共振周波数によって規定される第二の周波数帯のｎ倍の周波数帯では第一のアンテナの利得を低下させ、第二の周波数帯のｎ倍の周波数帯に隣接した第三の周波数帯では第一のアンテナの利得を向上させるようになっており、第一の共振周波数は、第二のアンテナの共振周波数のｎ倍の周波数を第一の共振周波数としたときの第二の周波数帯が第一の周波数帯と重ならず、第三の周波数帯が第一の周波数帯と重なるように予め設定されていることを特徴としている。

上記の方法によれば、本発明に係る無線回路と同等の効果を奏する。

本発明に係る無線回路は、第一のアンテナと、第二のアンテナと、第一のアンテナが第一の周波数帯で使用され、第二のアンテナが使用されていないときに、第二のアンテナの共振周波数を第一の共振周波数の近傍に変更する第一の共振周波数変更部と、を備えており、第二のアンテナは、第二のアンテナの共振周波数によって規定される第二の周波数帯のｎ倍の周波数帯では第一のアンテナの利得を低下させ、第二の周波数帯のｎ倍の周波数帯に隣接した第三の周波数域では第一のアンテナの利得を向上させるようになっており、第一の共振周波数は、第二のアンテナの共振周波数のｎ倍の周波数を第一の共振周波数としたときの第二の周波数帯が第一の周波数帯と重ならず、第三の周波数帯が第一の周波数帯と重なるように予め設定されていることを特徴としている。

これにより、複数のアンテナを用いる場合に、通信を行うアンテナエレメントのアンテナ特性をより好適に向上させることができる。

無線機の内部構成の一例を示すブロック図である。 （ａ）〜（ｄ）は、可変整合素子の構成を示す回路図である。 通信を行わないアンテナからの干渉が発生している際の通信を行うアンテナのアンテナ特性の一例を示すグラフである。 通信を行うアンテナに対し通信を行わないアンテナからの干渉が発生している状態において、無線機に従来技術を適用した場合における通信を行うアンテナのアンテナ特性の一例を示すグラフである。 通信を行うアンテナに対し通信を行わないアンテナからの干渉が発生している状態において、可変整合素子を用いて通信を行わないアンテナの共振周波数を制御した場合における通信を行うアンテナのアンテナ特性の一例を示すグラフである。 無線機の内部構成の他の例を示すブロック図である。 通信を行う複数のアンテナに対し通信を行わないアンテナからの干渉が発生している状態において、可変整合素子を用いて通信を行わないアンテナの共振周波数を制御した場合における通信を行う複数のアンテナうち、あるアンテナのアンテナ特性の一例を示すグラフである。 通信を行うアンテナに対し通信を行わない複数のアンテナからの干渉が発生している状態において、可変整合素子を用いて通信を行わない複数のアンテナの共振周波数を制御した場合における通信を行うアンテナのアンテナ特性の一例を示すグラフである。

以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて詳細に説明する。なお、以下の説明では本発明を実施するために好ましい種々の限定が付与されているが、本発明の技術的範囲は以下の実施例及び図面の記載に限定されるものではない。

〔無線機の構成〕
本実施形態における無線機（無線回路）１の構成について、図１を参照して説明する。図１は、無線機１の内部構成の一例を示すブロック図である。図１に示すように、無線機１は、アンテナ１１（ＡＮＴ１、第二のアンテナ）、可変整合素子（第一の共振周波数変更部）１２、アンテナ２１（ＡＮＴ２、第一のアンテナ）、可変整合素子（第二の共振周波数変更部）２２、制御部（第一の共振周波数変更部、第二の共振周波数変更部）１３および無線通信部１４を備えている。なお、図１に示すブロック図は、無線機１が有する各種機能のうち、本発明に特有なものを表現したものであり、無線機１が、図１に示されていない機能を有していてもよいことは言うまでもない。

アンテナ１１およびアンテナ２１は、それぞれ異なる周波数帯域で動作するアンテナである。本実施形態において、アンテナ１１は周波数帯域Ａ（第五の周波数帯）で動作するローバンドアンテナであり、アンテナ２１は周波数帯域Ｂ（第一の周波数帯）で動作するミッドバンドアンテナであるとするが、各アンテナが動作するバンドはこれに限定されない。

可変整合素子１２は、アンテナ１１と無線通信部１４との間に接続されている。可変整合素子１２は、制御部１３からの信号に従ってリアクタンス値を切り替えて、アンテナ１１の共振周波数を調整（変更）する。同様に、可変整合素子２２は、アンテナ２１と無線通信部１４との間に接続されており、制御部１３からの信号に従ってリアクタンス値を切り替えて、アンテナ２１の共振周波数を調整する。可変整合素子１２および可変整合素子２２については、後述する。

制御部１３は、可変整合素子１２および可変整合素子２２を制御するものである。具体的には、可変整合素子１２のリアクタンスを変化させる信号を可変整合素子１２に送信し、可変整合素子２２のリアクタンスを変化させる信号を可変整合素子２２に送信する。

無線通信部１４は、アンテナ１１および／またはアンテナ２１を介して無線通信を行う。つまり、アンテナ１１およびアンテナ２１が送受信する信号を処理する。具体的には、無線通信部１４は、受信した受信信号を、ダウンコンバート、復調およびＤ‐Ａ（Ｄｉｇｉｔａｌ‐Ａｎａｌｏｇ）変換する。また、無線通信部１４は、送信信号を、Ａ‐Ｄ（Ａｎａｌｏｇ‐Ｄｉｇｉｔａｌ）変換、変調およびアップコンバートする。

なお、本実施形態において、アンテナは２本であることと例に説明を行うが、アンテナの本数はこれに限定されず、複数であればよい。

（可変整合素子について）
次に、可変整合素子について、図２を参照して説明を行う。以下では、可変整合素子１２について説明を行うが、可変整合素子２２も可変整合素子１２と同様の構成を有しているとする。

図２の（ａ）から（ｄ）は、可変整合素子１２の構成を示す回路図である。図２の（ａ）に示すように、可変整合素子１２は、可変コンデンサ１２１、可変インダクタ１２２および可変コンデンサ１２３を含んでいる。可変コンデンサ１２１の一端は、アンテナ１１および可変インダクタ１２２に接続しており、他端はグランドに接続している。また、可変インダクタ１２２の一端は、アンテナ１１および可変コンデンサ１２１に接続しており、他端は、無線通信部１４および可変コンデンサ１２３に接続している。可変コンデンサ１２３の一端は、無線通信部１４および可変インダクタ１２２と接続しており、他端はグランドに接続している。

可変整合素子１２は、制御部１３からの信号に従って、可変コンデンサ１２１および可変コンデンサ１２３の静電容量並びに可変インダクタ１２２のインダクタンスを変化させ、可変整合素子１２のリアクタンス値を切り替える。これにより、アンテナ１１の共振周波数を好適に変更することができる。

なお、可変整合素子１２の構成は、図２の（ａ）に示すものに限定されず、例えば、図２の（ｂ）のような構成であってもよい。図２の（ｂ）に示すように、可変整合素子１２は、可変インダクタ１２４、可変コンデンサ１２５および可変インダクタ１２６を含んでいる。可変インダクタ１２４の一端は、アンテナ１１および可変コンデンサ１２５に接続しており、他端はグランドに接続している。また、可変コンデンサ１２５の一端は、アンテナ１１および可変インダクタ１２４に接続しており、他端は、無線通信部１４および可変インダクタ１２６に接続している。可変インダクタ１２６の一端は、無線通信部１４および可変コンデンサ１２５と接続しており、他端はグランドに接続している。

また、可変整合素子１２は、図２の（ｃ）に示すように、可変インダクタ１２７、可変コンデンサ１２８および可変インダクタ１２９を含む構成であってもよい。図２の（ｃ）に示す可変整合素子１２の可変インダクタ１２７の一端は、アンテナ１１に接続しており、他端は可変コンデンサ１２８および可変インダクタ１２９に接続している。また、可変コンデンサ１２８の一端は、可変インダクタ１２７および可変インダクタ１２９に接続しており、他端はグランドに接続している。また、可変インダクタ１２９の一端は、可変インダクタ１２７および可変コンデンサ１２８に接続しており、他端は無線通信部１４に接続している。

また、可変整合素子１２は、図２の（ｄ）に示すように、コンデンサ１３０、可変インダクタ１３１およびコンデンサ１３２を含む構成であってもよい。図２の（ｄ）に示す可変整合素子１２のコンデンサ１３０の一端は、アンテナ１１に接続しており、他端は可変インダクタ１３１およびコンデンサ１３２に接続している。また、可変インダクタ１３１の一端は、コンデンサ１３０およびコンデンサ１３２に接続しており、他端はグランドに接続している。また、コンデンサ１３２の一端は、コンデンサ１３０および可変インダクタ１３１に接続しており、他端は無線通信部１４に接続している。

可変整合素子１２は上述した図２の（ａ）〜（ｄ）の構成に限定されず、その他の構成であってもよい。

（共振周波数の制御）
次に、無線機１における共振周波数の制御（調整）について説明を行う。無線機１は、アンテナ２１（ＡＮＴ２）を用いて周波数帯域Ｂ（第一の周波数帯）で通信を行っており、アンテナ１１（ＡＮＴ１）は通信を行っていないとき、アンテナ２１に、アンテナ１１（ＡＮＴ１）からの干渉が発生する。

そこで、まず、準備段階として、無線機１のアンテナ２１を用いて周波数帯域Ｂで通信を行っている際に、通信を行っていないアンテナ１１の共振周波数Ａを調整し、調整した共振周波数（第一の共振周波数）を設定する。具体的には、制御部１３は、アンテナ１１の共振周波数Ａを第一の共振周波数に変更するように可変整合素子１２のリアクタンス値を設定する。

アンテナ２１にアンテナ１１からの干渉が発生しているときのアンテナ２１のアンテナ特性を図３に示す。図３は、通信を行っていないアンテナ（アンテナ１１）からの干渉が発生している際の通信を行っているアンテナ（アンテナ２１）のアンテナ特性の一例を示すグラフである。なお、図３に示すグラフにおいて、横軸は周波数を示し、縦軸は、利得（ｄＢｉ）を示している。図３では、アンテナ１１からの干渉を受けていない状態でのアンテナ２１のアンテナ特性を破線で示し、アンテナ１１からの干渉を受けた状態でのアンテナ２１のアンテナ特性を実線で示している。

ここで、アンテナ１１の共振周波数を共振周波数Ａとすると、共振周波数Ａのｎ倍（ｎ＝１、２、３、・・・）の周波数でアンテナ１１の共振が発生する。この共振が発生した周波数の近傍では、当該共振の干渉により、通信を行っている通信アンテナ（アンテナ２１）のアンテナ特性が劣化する（利得が低下する）。

しかし、アンテナ特性が劣化する周波数（共振周波数Ａのｎ倍の周波数）から離れるに従って、上記共振に起因するアンテナ特性の劣化は小さくなる。また、上記共振の影響により、第一のアンテナのインピーダンスが変化する。当該変化は、スミスチャートの中心に近づくような変化であり、第一のアンテナのリターンロスが取れて、反射損が低減する。

図３に示すように、アンテナ２１は、通信帯域（周波数帯域Ｂ、第一の周波数帯）において、アンテナ１１からの干渉を受け、アンテナ１１からの干渉を受けていない状態に比べ、アンテナ特性が変化している。具体的には、アンテナ１１の共振周波数Ａのｎ倍の周波数の近傍の劣化部（破線より下に突き出た部分（凹部）、第二の周波数帯）では、上記共振の干渉が大きいため、アンテナ２１のアンテナの特性が劣化（利得が低下）する。一方、劣化部に隣接する改善部（破線より上に突き出た部分（凸部）、第三の周波数帯）では、上記共振の干渉が小さくなるため、上記反射損の低減による効果により、アンテナ２１の特性が改善（利得が向上）する。

このように、共振周波数Ａのｎ倍の周波数を含む周波数帯域（凹部）の前後の周波数帯域（凸部）はアンテナ特性が改善していることがわかる。

そのため、制御部１３は、準備段階において、図３の実線で示したアンテナ特性が高周波側（高域側）または低周波側（低域側）にシフト（スライド）したアンテナ特性となるように、アンテナ１１の共振周波数を実験的に変化させる。つまり、制御部１３は、可変整合素子１２のリアクタンスを変化させる。このとき制御部１３は、アンテナ２１のアンテナ特性が、凹部（劣化部）の全部がアンテナ２１の通信帯域に含まれず、且つ、凸部（改善部）の一部または全部がアンテナ２１の通信帯域に含まれるように、アンテナ１１の共振周波数を設定する。特に、制御部１３は、上記凸部（改善部）のうち、アンテナ２１のアンテナ特性において、アンテナ２１が他のアンテナの影響を受けない状態で動作するとき（アンテナ２１単独のとき）のアンテナ特性と比べ、アンテナ２１の利得を１デシベル以上向上する周波数帯域（第四の周波数帯）の全部がアンテナ２１の通信帯域に含まれる（重なる）ように、アンテナ１１に接続された可変整合素子１２のリアクタンスを調整することが好ましい。これにより、より好適にアンテナ特性を向上させることができる。

また、制御部１３は、凸部（改善部）のうち、アンテナ特性が最大となる時の周波数がアンテナ２１の通信帯域の上限または下限となるように、アンテナ１１の共振周波数を調整することが好ましい。制御部１３は、このように変化させたリアクタンス値を予め設定する。

なお、凸部（改善部）が凹部（劣化部）の左右（低域側および高域側）にあるアンテナ特性である場合、制御部１３は、高域側と低域側とのどちらにシフトしたほうがより良好なアンテナ特性を得られるかを確認し、より良好なアンテナ特性を得られるほうにシフトするよう、可変整合素子１２のリアクタンスを変化させてもよい。また、高域側と低域側とのどちらにシフトしても同じアンテナ特性を得られる場合、制御部１３は、どちらにシフトするのかを決定し、決定したほうにシフトするように可変整合素子１２のリアクタンスを変化させてもよい。

また、無線機１が通信を行っているアンテナのアンテナ特性を高域（高周波側）にシフトさせる場合と低域（低周波側）にシフトさせる場合とで異なる可変整合素子を用いるような構成である場合、制御部１３は、どの可変整合素子を用いるのかを予め設定してもよい。なお、上記準備段階は、当該無線機１の設計段階で行われてもよい。

次に、アンテナ２１を用いて通信が行われることが決定し、決定したアンテナ２１を用いて通信が開始される前、または、当該アンテナ２１を用いて通信が開始された直後、制御部１３は、準備段階にて設定されたリアクタンス値を用いて、アンテナ１１のリアクタンスを変化させる。制御部１３がアンテナ１１のリアクタンスを変化させるタイミングは、例えば、無線機１が携帯電話端末のような通話機能を有している場合、通話開始ボタンを押した直後であってもよいし、着呼した直後であってもよい。また、無線機１が通信を行っている基地局が切り替わった（ハンドオーバーした）時であってもよい。

なお、無線機１において、各アンテナが通信を行うときと、行わない（可変整合素子に接続される）ときとを、切り替え素子（図示しない）を用いて切り替える構成であった場合、制御部１３は、上記タイミングで当該切り替え素子を切り替え、リアクタンスを変化させてもよい。つまり、無線機１がアンテナ２１を用いて通信を行うことを検知したとき、制御部１３は、アンテナ２１に接続された切り替え素子を、通信を行うように切り替え、アンテナ１１に接続された切り替え素子を可変整合素子１２に接続するように切り替える。そして、制御部１３は、アンテナ１１に接続された可変整合素子１２のリアクタンスを調整する。

無線機１は、上記タイミングにおいて、瞬時にアンテナ２１のアンテナ特性を向上させるようにアンテナ１１の整合を調整することができる。

なお、切り替え素子としては、例えば、スイッチ、バリキャップダイオード、ＭＥＭＳ（Ｍｉｃｒｏ Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｓｙｓｔｅｍｓ）等が挙げられるが、本発明はこれに限定されるものではない。

また、上述したように、無線機１が通信を行っているアンテナのアンテナ特性を高域（高周波側）にシフトさせる場合と低域（低周波側）にシフトさせる場合とで異なる可変整合素子を用いるような構成である場合について説明する。例えば、無線機１が通信を行っているアンテナのアンテナ特性を高域にシフトさせるとき、図２の（ａ）または（ｃ）に示す可変整合素子を用い、低域にシフトさせるとき、図２の（ｂ）に示す可変整合素子を用いる構成である場合、無線機１は、上記二つの可変整合素子を切り替える切り替え素子（図示しない）を備えてもよい。制御部１３は、例えば、通信を行っているアンテナのアンテナ特性を高域にシフトさせる場合、当該切り替え素子を切り替え、通信を行っていないアンテナと図２の（ａ）または（ｄ）に示す可変整合素子とを接続し、設定したリアクタンス値を用いて、当該可変整合素子のリアクタンスを調整する。

なお、二つの可変整合素子を切り替える切り替え素子としては、例えば、スイッチ、バリキャップダイオード、ＭＥＭＳ等が挙げられるが、本発明はこれに限定されるものではない。また、二つの可変整合素子を切り替える切り替え素子は、通信を行うときと行わないときとを切り替える切り替え素子と一体とした構成であってもよいし、別個の構成であってもよい。

ここで、アンテナ１１からの干渉をアンテナ２１が受けている状態で、無線機１に従来技術を適用した場合におけるアンテナ２１のアンテナ特性を図４に示す。図４は、アンテナ２１に対しアンテナ１１からの干渉が発生している状態において、無線機１に従来技術を適用した場合におけるアンテナ２１のアンテナ特性の一例を示すグラフである。なお、図４に示すグラフにおいて、横軸は周波数を示し、縦軸は、利得（ｄＢｉ）を示している。図４では、図３に実線で示したアンテナ特性を破線で示し、アンテナ１１からの干渉を受けた状態のアンテナ２１に対し、従来技術を適用した場合におけるアンテナ２１のアンテナ特性を実線で示している。

図４の実線で示すように、従来技術を適用した場合、アンテナ２１のアンテナ特性は、図３の破線で示したアンテナ特性に近い特性を示している。つまり、図３で示した凹部のアンテナ特性は、図３の破線で示したアンテナ特性に比べ劣化が改善されているものの、多少の劣化が見られる。また、図３の破線で示すように、改善部（凸部）が失われ、アンテナ特性が劣化してしまう。

次に、図５にて、アンテナ１１からの干渉をアンテナ２１が受けている状態において、本実施形態における可変整合素子１２を用いてアンテナ１１の共振周波数を制御した場合におけるアンテナ２１のアンテナ特性を示す。図５は、アンテナ２１に対しアンテナ１１からの干渉が発生している状態において、可変整合素子１２を用いてアンテナ１１の共振周波数を制御した場合におけるアンテナ２１のアンテナ特性の一例を示すグラフである。なお、図５に示すグラフにおいて、横軸は周波数を示し、縦軸は、利得（ｄＢｉ）を示している。図５では、図３に実線で示したアンテナ特性を破線で示し、アンテナ１１からの干渉を受けた状態のアンテナ２１に対し、本発明を適用した場合におけるアンテナ２１のアンテナ特性を実線で示している。

図５の実線で示すように、アンテナ２１のアンテナ特性は、破線で示したアンテナ特性を右（高域側）にシフトした状態である。具体的には、アンテナ２１のアンテナ特性は、凹部が通信帯域（周波数帯域Ｂ）に含まれず、且つ、改善部（凸部）のうち最も良好なアンテナ特性を示す部分が通信帯域の上限になるように、破線で示したアンテナ特性から右にシフトされている。

このように、無線機１は、アンテナ２１が周波数帯域Ｂ（第一の周波数帯）で使用され、アンテナ１１が使用されていないときに、アンテナ１１の共振周波数を第一の共振周波数の近傍に変更する。アンテナ１１は、アンテナ１１の共振周波数によって規定される第二の周波数帯（劣化部、凹部）のｎ倍の周波数帯ではアンテナ２１の利得を低下させ、第二の周波数帯のｎ倍の周波数帯に隣接した第三の周波数域（改善部、凸部）ではアンテナ２１の利得を向上させるようになっている。そして、第一の共振周波数は、アンテナ１１の共振周波数のｎ倍の周波数を第一の共振周波数としたときの第二の周波数帯が周波数帯域Ｂと重ならず、第三の周波数帯が周波数帯域Ｂと重なるように予め設定されている。

そのため、アンテナ２１が周波数帯域Ｂで使用され、アンテナ１１が使用されていないときに、アンテナ２１の使用周波数帯である周波数帯域Ｂには、アンテナ１１がアンテナ２１の特性を劣化させる凹部（劣化部）は含まれず、アンテナ１１がアンテナ２１の特性を改善させる凸部（改善部）が含まれることになる。これにより、アンテナ２１を使用し、アンテナ１１を使用しないときに、アンテナ２１のアンテナ特性をより好適に向上させることができる。

また、好ましくは、凸部（改善部）に、アンテナ１１が、アンテナ２１単独の場合に比べてアンテナ２１の利得を０．５ｄＢ以上向上させる帯域（第四の周波数帯）が含まれており、第一の共振周波数は、第四の周波数帯が周波数帯域Ｂと重なるように予め設定され得る。

上記の構成によれば、アンテナ２１の使用周波数帯である周波数帯域Ｂと、アンテナ２１単独の場合に比べてアンテナ２１の利得を０．５ｄＢ以上向上させる第四の周波数帯とが重なっているため、アンテナ２１の特性を好適に向上させることができる。

また、好ましくは、第一の共振周波数は、凸部（改善部）のうちアンテナ１１がアンテナ２１の利得を最も向上させる周波数が、周波数帯域Ｂに含まれるように予め設定されていることが好ましい。

上記の構成によれば、アンテナ２１の使用周波数帯である周波数帯域Ｂに、アンテナ２１の利得が最も向上する周波数が含まれるため、アンテナ２１の特性を好適に向上させることができる。

なお、本実施形態では、アンテナ２１が通信を行い、アンテナ１１が通信を行わないときについて、説明を行ったが、本発明はこれに限定されない。無線機１は、アンテナ１１が通信を行い、アンテナ２１が通信を行わない場合であっても、通信を行うアンテナの利得を向上させることができる。

つまり、無線機１は、アンテナ１１が周波数帯域Ａ（第五の周波数帯）で使用され、アンテナ２１が使用されていないときに、アンテナ２１の共振周波数を第二の共振周波数に変更する。アンテナ２１は、アンテナ２１の共振周波数によって規定される第六の周波数帯（凹部）ではアンテナ１１の利得を低下させ、第六の周波数帯に隣接した第七の周波数域（凸部）ではアンテナ１１の利得を向上させるようになっている。そして、第二の共振周波数は、アンテナ２１の共振周波数を第二の共振周波数としたときの第六の周波数帯が周波数帯域Ａと重ならず、第七の周波数帯が周波数帯域Ａと重なるように予め設定されているものであってもよい。

上記の構成によれば、アンテナ１１が第五の周波数帯で使用され、アンテナ２１が使用されていないときに、アンテナ１１の使用周波数帯である周波数帯域Ａには、アンテナ２１がアンテナ１１の特性を劣化させる凹部（劣化部）は含まれず、アンテナ２１がアンテナ１１の特性を改善させる凸部（改善部）が含まれることになる。これにより、アンテナ１１を使用し、アンテナ２１を使用しないときに、アンテナ１１のアンテナ特性をより好適に向上させることができる。

（変形例）
なお、本実施形態において、図１に示す無線機１のアンテナは２本であることを例に説明を行ったが、本発明はこれに限定されない。無線機１は、図６に示すように３本のアンテナを備えていてもよいし、それ以上であってもよい。

以下では、３本のアンテナを備えた無線機１’について説明を行う。図６は、無線機１’の内部構成の他の例を示すブロック図である。図１に示すように、無線機１’は、アンテナ１１（ＡＮＴ１）、可変整合素子１２、アンテナ２１（ＡＮＴ２）、可変整合素子２２、アンテナ３１（ＡＮＴ３）、可変整合素子３２、制御部（制御手段）１３および無線通信部１４を備えている。なお、説明の便宜上、図１と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を省略する。

アンテナ１１およびアンテナ２１は、それぞれ異なる周波数帯域で動作するアンテナである。本実施形態において、アンテナ１１は周波数帯域Ａで動作するローバンドアンテナであり、アンテナ２１は周波数帯域Ｂで動作するミッドバンドアンテナであり、アンテナ３１は周波数帯域Ｃで動作するハイバンドアンテナである。なお、各アンテナが動作するバンドはこれに限定されない。

可変整合素子３２は、アンテナ３１と無線通信部１４との間に接続されており、制御部１３からの信号に従ってリアクタンス値を切り替えて、アンテナ３１の共振周波数を調整する。可変整合素子３２は、上述した可変整合素子１２と同様の構成を有しているとする。

無線機１’において、アンテナ２１とアンテナ３１とがそれぞれ異なる帯域で通信を行い、アンテナ１１が通信を行っていないとする。このとき、制御部１３は、アンテナ２１のアンテナ特性およびアンテナ３１のアンテナ特性の両方を改善するようにアンテナ１１に接続された可変整合素子１２のリアクタンスを調整する。

このときのアンテナ２１のアンテナ特性を図７に示す。図７は、アンテナ２１とアンテナ３１とが通信を行っており、アンテナ２１に対しアンテナ１１からの干渉が発生している状態において、可変整合素子１２を用いてアンテナ１１の共振周波数を制御した場合におけるアンテナ２１のアンテナ特性の一例を示すグラフである。なお、図７に示すグラフにおいて、横軸は周波数を示し、縦軸は、利得（ｄＢｉ）を示している。

図７では、アンテナ１１からの干渉を受けた状態でのアンテナ２１のアンテナ特性を破線で示し、アンテナ１１からの干渉を受けた状態のアンテナ２１に対し、本発明を適用した場合におけるアンテナ２１のアンテナ特性を実線で示している。なお、通信帯域内にアンテナ３１からの共振が見られる場合があるが、本例では省略する。

図７の実線で示すように、アンテナ２１のアンテナ特性は、破線で示したアンテナ特性を右（高域側）にシフトした状態である。具体的には、アンテナ２１のアンテナ特性は、凹部が通信帯域（周波数帯域Ｂ）に含まれず、且つ、改善部（凸部）のうち最も良好なアンテナ特性を示す部分が通信帯域の上限になるように、破線で示したアンテナ特性から右にシフトされている。

このように、複数のアンテナが通信を行っている場合であっても、無線機１’の制御部１３は、通信を行っていないアンテナの共振周波数を調整することができる。よって、通信を行っているアンテナのアンテナ特性を好適に改善することができる。

また、アンテナ１１が通信を行い、アンテナ２１および／またはアンテナ３１が通信を行っていない場合、制御部１３は、アンテナ１１のアンテナ特性を改善するように、可変整合素子２２および／または可変整合素子３２のリアクタンスを調整することもできる。

また、複数のアンテナのうち、１つのアンテナ（例えば、アンテナ２１）が通信を行い、当該アンテナ以外のアンテナ（例えば、アンテナ１１およびアンテナ３１）が通信を行っていない場合について説明する。このとき、通信を行っていない複数のアンテナ（アンテナ１１およびアンテナ３１）のうち、通信を行うアンテナ（アンテナ２１）のアンテナ特性を最も向上させることができるアンテナをアンテナ１１とする。

この場合、制御部１３は、通信を行っていないアンテナのうち、アンテナ２１のアンテナ特性を最も向上させることができるアンテナ１１に接続された可変整合素子１２に対し、アンテナ特性が劣化するときの周波数帯域（凹部）が、アンテナ２１の使用周波数帯域（通信帯域）内に含まれず、且つ、アンテナ２１のアンテナ特性が向上するときの周波数帯域がアンテナ２１の使用周波数帯域内に含まれるように、リアクタンスを調整する。また、アンテナ２１の使用周波数帯域内において、通信を行っていない複数のアンテナのうち、アンテナ２１のアンテナ特性を最も向上させることができるアンテナ１１以外のアンテナ（アンテナ３１）の干渉を受けないように、アンテナ３１に接続されている可変整合素子３２のリアクタンスを調整する。つまり、アンテナ３１からの干渉によるアンテナ特性の変化が、アンテナ２１の使用周波数帯域以外の帯域で起きるように、可変整合素子３２のリアクタンスを調整する。

なお、制御部１３は、アンテナ３１に接続された可変整合素子３２に対し、アンテナ特性が劣化するときの周波数帯域（凹部）が、アンテナ２１の使用周波数帯域（通信帯域）内に含まれず、且つ、アンテナ２１のアンテナ特性が向上するときの周波数帯域がアンテナ２１の使用周波数帯域内に含まれるように、リアクタンスを調整してもよい。

このときのアンテナ２１のアンテナ特性を図８に示す。図８は、アンテナ２１が通信を行っており、アンテナ２１に対しアンテナ１１およびアンテナ３１からの干渉が発生している状態において、可変整合素子１２を用いてアンテナ１１およびアンテナ３１の共振周波数を制御した場合におけるアンテナ２１のアンテナ特性の一例を示すグラフである。なお、図８に示すグラフにおいて、横軸は周波数を示し、縦軸は、利得（ｄＢｉ）を示している。

図８では、アンテナ１１およびアンテナ３１からの干渉を受けた状態でのアンテナ２１のアンテナ特性を破線で示し、アンテナ１１およびアンテナ３１からの干渉を受けた状態のアンテナ２１に対し、本発明を適用した場合におけるアンテナ２１のアンテナ特性を実線で示している。

図８の破線で示すように、アンテナ２１のアンテナ特性は、アンテナ１１からの干渉を受け、凹部（劣化部）と当該劣化部の左側の帯域に改善部（凸部）とが存在している。更に、アンテナ３１からの干渉を受け、上記劣化部の右側の帯域に改善部が存在している。

制御部１３は、図８の実線で示すように、劣化部が通信帯域（周波数帯域Ｂ）に含まれず、且つ、劣化部の左側の帯域に存在する改善部のうち最も良好なアンテナ特性を示す部分が通信帯域の上限になるように、破線で示したアンテナ特性から右にシフトするようにアンテナ１１に接続された可変整合素子１２を制御する。

また、制御部１３は、劣化部が通信帯域（周波数帯域Ｂ）に含まれず、且つ、劣化部の右側の帯域に存在する改善部のうち最も良好なアンテナ特性を示す部分が通信帯域の上限になるように、破線で示したアンテナ特性から右にシフトするようにアンテナ３１に接続された可変整合素子３２を制御する。

このように、複数のアンテナが通信を行っていない場合であっても、通信を行うアンテナのアンテナ特性を良好に調整することができる。

本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能である。すなわち、請求項に示した範囲で適宜変更した技術的手段を組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。

〔ソフトウェアによる実現例について〕
最後に、無線機１および無線機１’の各ブロックは、集積回路（ＩＣチップ）上に形成された論理回路によってハードウェア的に実現してもよいし、ＣＰＵ（Central Processing Unit）を用いてソフトウェア的に実現してもよい。

後者の場合、無線機１および無線機１’は、各機能を実現するプログラムの命令を実行するＣＰＵ、上記プログラムを格納したＲＯＭ（Read Only Memory）、上記プログラムを展開するＲＡＭ（Random Access Memory）、上記プログラムおよび各種データを格納するメモリ等の記憶装置（記録媒体）などを備えている。そして、本発明の目的は、上述した機能を実現するソフトウェアである無線機１および無線機１’の制御プログラムのプログラムコード（実行形式プログラム、中間コードプログラム、ソースプログラム）をコンピュータで読み取り可能に記録した記録媒体を、無線機１および無線機１’に供給し、そのコンピュータ（またはＣＰＵやＭＰＵ）が記録媒体に記録されているプログラムコードを読み出し実行することによっても、達成可能である。

上記記録媒体としては、例えば、磁気テープやカセットテープ等のテープ類、フロッピー（登録商標）ディスク／ハードディスク等の磁気ディスクやＣＤ−ＲＯＭ／ＭＯ／ＭＤ／ＤＶＤ／ＣＤ−Ｒ等の光ディスクを含むディスク類、ＩＣカード（メモリカードを含む）／光カード等のカード類、マスクＲＯＭ／ＥＰＲＯＭ／ＥＥＰＲＯＭ／フラッシュＲＯＭ等の半導体メモリ類、あるいはＰＬＤ（Programmable logic device）やＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）等の論理回路類などを用いることができる。

また、無線機１および無線機１’を通信ネットワークと接続可能に構成し、上記プログラムコードを通信ネットワークを介して供給してもよい。この通信ネットワークは、プログラムコードを伝送可能であればよく、特に限定されない。例えば、インターネット、イントラネット、エキストラネット、ＬＡＮ、ＩＳＤＮ、ＶＡＮ、ＣＡＴＶ通信網、仮想専用網（Virtual Private Network）、電話回線網、移動体通信網、衛星通信網等が利用可能である。また、この通信ネットワークを構成する伝送媒体も、プログラムコードを伝送可能な媒体であればよく、特定の構成または種類のものに限定されない。例えば、ＩＥＥＥ１３９４、ＵＳＢ、電力線搬送、ケーブルＴＶ回線、電話線、ＡＤＳＬ（Asymmetric Digital Subscriber Line）回線等の有線でも、ＩｒＤＡやリモコンのような赤外線、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、ＩＥＥＥ８０２．１１無線、ＨＤＲ（High Data Rate）、ＮＦＣ（Near Field Communication）、ＤＬＮＡ（Digital Living Network Alliance）、携帯電話網、衛星回線、地上波デジタル網等の無線でも利用可能である。なお、本発明は、上記プログラムコードが電子的な伝送で具現化された、搬送波に埋め込まれたコンピュータデータ信号の形態でも実現され得る。

本発明は、無線機に広く利用することができる。

１、１’ 無線機（無線回路）
１１ アンテナ（第二のアンテナ）
１２ 可変整合素子（第一の共振周波数変更部）
１３ 制御部（第一の共振周波数変更部、第二の共振周波数変更部）
１４ 無線通信部（無線部）
２１ アンテナ（第一のアンテナ）
２２ 可変整合素子（第二の共振周波数変更部）
３１ アンテナ
３２ 可変整合素子

Claims (6)

1. 第一のアンテナと、
   第二のアンテナと、
   第一のアンテナが第一の周波数帯で使用され、第二のアンテナが使用されていないときに、第二のアンテナの共振周波数を第一の共振周波数の近傍に変更する第一の共振周波数変更部と、を備えており、
   第二のアンテナは、第二のアンテナの共振周波数によって規定される第二の周波数帯のｎ倍の周波数帯では第一のアンテナの利得を低下させ、第二の周波数帯のｎ倍の周波数帯に隣接した第三の周波数域では第一のアンテナの利得を向上させるようになっており、
   第一の共振周波数は、第二のアンテナの共振周波数のｎ倍の周波数を第一の共振周波数としたときの第二の周波数帯が第一の周波数帯と重ならず、第三の周波数帯が第一の周波数帯と重なるように予め設定されていることを特徴とする無線回路。
2. 第三の周波数帯には、第二のアンテナが、第一のアンテナ単独の場合に比べて第一のアンテナの利得を０．５ｄＢ以上向上させる第四の周波数帯が含まれており、
   第一の共振周波数は、第四の周波数帯が第一の周波数帯と重なるように予め設定されていることを特徴とする請求項１に記載の無線回路。
3. 第一の共振周波数変更部は、第二のアンテナと、第二のアンテナを介して無線通信を行う無線部との間に接続された可変整合素子を備えていることを特徴とする請求項１または２に記載の無線回路。
4. 第二のアンテナが第五の周波数帯で使用され、第一のアンテナが使用されていないときに、第一のアンテナの共振周波数を第二の共振周波数に変更する第二の共振周波数変更部と、を備えており、
   第一のアンテナは、第一のアンテナの共振周波数によって規定される第六の周波数帯では第二のアンテナの利得を低下させ、第六の周波数帯に隣接した第七の周波数域では第二のアンテナの利得を向上させるようになっており、
   第二の共振周波数は、第一のアンテナの共振周波数を第二の共振周波数としたときの第六の周波数帯が第五の周波数帯と重ならず、第七の周波数帯が第五の周波数帯と重なるように予め設定されていることを特徴とする請求項１から３の何れか１項に記載の無線回路。
5. 請求項１から４の何れか１項に記載の無線回路を備えていることを特徴とする無線機。
6. 第一のアンテナおよび第二のアンテナを備えた無線機の無線通信方法であって、
   第一のアンテナを第一の周波数帯で使用し、第二のアンテナを使用しないときに、第二のアンテナの共振周波数を第一の共振周波数の近傍に変更する第一の共振周波数変更工程を含んでおり、
   第二のアンテナは、第二のアンテナの共振周波数によって規定される第二の周波数帯のｎ倍の周波数帯では第一のアンテナの利得を低下させ、第二の周波数帯のｎ倍の周波数帯に隣接した第三の周波数帯では第一のアンテナの利得を向上させるようになっており、
   第一の共振周波数は、第二のアンテナの共振周波数のｎ倍の周波数を第一の共振周波数としたときの第二の周波数帯が第一の周波数帯と重ならず、第三の周波数帯が第一の周波数帯と重なるように予め設定されていることを特徴とする無線通信方法。

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