JP2014132749A - 基板の誘電分散の補償を伴う高周波装置および調整方法 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、誘電体基板上に印刷技術で実現された、少なくとも１つのアンテナ（３１）、および／または少なくとも１つのフィルタ（３２ａ、３２ｂ）を備える、高周波信号を送信および／または受信するための装置（３０）に関する。
【解決手段】本発明によると、この装置は、基板の誘電分散を補償するための手段を備える。このために、装置は、測定された誘電率値を送ることのできる、基板の誘電体誘電率を測定するための回路（１０）と、測定された誘電率値により、アンテナのインピーダンスおよび／またはフィルタの周波数応答を調整できる調整手段（２０、３６）とを備える。
【選択図】図７

Description

本発明は、誘電体基板を含む回路基板上で実現される高周波装置の分野に関する。本発明は、より詳細には、誘電体材料の基板上に印刷回路技術で実現される少なくとも１つのアンテナおよび／または１つのフィルタを備える、高周波信号を送信および／または受信するための装置に関する。

高水準の集積化を得るために、高周波装置は、従来、誘電体基板を有する１または複数の印刷回路基板上で実現されている。このような装置では、アンテナは、従来、誘電体基板上に配置された適切な幾何形状の導電性材料の層により実現される。導電性の層は、特定の形の１または複数の放射状のストランド（ｓｔｒａｎｄ）により、またはスロットを備えた導電性プレートにより形成することができる。従来、これらの装置は、フィルタも備えている。これらのフィルタは、誘電体基板上に設けられた、例えばマイクロストリップラインなどの導電性ラインにより、全体的または部分的に実現することができる。

これらのアンテナおよび／またはフィルタの挙動は、基板の誘電体材料の電気的かつ機械的性質に強く関連していることが知られている。家庭用電子機器の分野では、基板を製作するために一般に使用される材料は、低コスト材料であるＦＲ４タイプのものであることもまた知られている。この材料の不利な点は、誘電体誘電率値に関して比較的高い分散を有することである。誘電率におけるこの変動範囲は、製造者によっては大きくなり、あるいは小さくなる。一般に、材料が高価になればなるほど、誘電率における変動範囲はより減少する。

この誘電率の分散は、高周波装置の受信チャネルおよび／または送信チャネルのいくつかの重要な機能に、特に、この誘電体基板で実現されるアンテナおよびフィルタの挙動に影響を与える可能性がある。より具体的には、それは、フィルタの応答において周波数ドリフトを生じ、アンテナのインピーダンスをドリフトさせて、その性能を劣化させる。

現在、印刷回路上の高周波装置の製造者は、これらのドリフトを阻止するために２つの選択肢を有する：
１）誘電率において低い変動を有する誘電体基板を使用すること、ただし、それは装置に対してさらなるコストを生ずる、または
２）例えば、アンテナの帯域幅を増加させることにより、基板の誘電率におけるこの潜在的な変動を考慮するように装置の技術的特性を変更すること、ただし、これは、装置の性能の劣化を生ずる。

本発明は、高周波装置のアンテナまたはフィルタの性能を劣化させることなく、低コストの誘電体材料を使用し続けることを可能にする他の解決策を提案する。

本発明によると、誘電体基板の誘電率に関連する値を測定するための回路を備え、測定された誘電率値により、フィルタの周波数応答およびアンテナのインピーダンスを調整することを可能にする回路を備えた高周波装置を備えることが提案される。

このために、本発明は、誘電体基板上に印刷技術で実現される少なくとも１つのアンテナおよび／または１つのフィルタを備えた、高周波信号を送信および／または受信するための装置に関し、それは、誘電率に関連する測定値を送ることができる、基板の誘電体誘電率に関連する値を測定するための回路と、前記測定値により、アンテナのインピーダンスおよび／または前記フィルタの周波数応答を調整できる調整手段とをさらに備えることを特徴とする。

したがって、本発明によると、装置のアンテナのインピーダンスおよび／またはフィルタの周波数応答は、基板の誘電率の実際の値を考慮に入れることにより調整される。したがって、基板の誘電率の分散に関連するアンテナの不整合および／またはフィルタの応答における周波数ドリフトが回避される。

特定の実施形態によれば、調整手段は：
− 測定された誘電率値を受け取り、前記測定された誘電率値により、少なくとも１つのディジタル制御信号を送ることができる調整制御回路と、
− 前記アンテナの入出力端子に接続され、前記少なくとも１つのディジタル制御信号により制御されて、アンテナのインピーダンスを変更し、それを所定値に復元するインピーダンス整合、および／または前記少なくとも１つのディジタル制御信号により制御されて、前記少なくとも１つのフィルタの周波数応答を変更し、それを所定値に復元する、前記フィルタ内の可変容量素子と、
を備える。

一実施形態によれば、インピーダンス整合ネットワークは、前記少なくとも１つのディジタル制御信号によりディジタル的に制御された調整可能なコンデンサを備える。前記少なくとも１つのフィルタの内部の可変容量素子は、バラクタダイオードである。

特定の実施形態によれば、誘電率に関連する値を測定する回路は：
− 制御信号によりディジタル的に制御可能であり、所定の周波数帯域内の様々な周波数の複数の高周波信号を生成することのできる高周波信号発生器と、
− 発生器により生成された高周波信号を受け取り、様々な周波数のこれらの信号のそれぞれに対して、出力信号を送ることのできる共振器と、
− 前記共振器により送られた出力信号のそれぞれに対して信号電力を測定するための電力測定回路と、
− 電力測定回路により測定された電力値から、共振器の共振周波数を求めるためのマイクロコントローラであって、高周波信号発生器を制御する信号を生成するためのマイクロコントローラと、
− 前記共振周波数から基板の比誘電率を計算するためのプロセッサと、
を備える。

特定の実施形態によると、前記共振器はリング共振器である。変形形態によると、共振器は、λ_ｇ／２に実質的に等しい長さを有する直線のマイクロストリップラインを備える共振器であり、式中、λ_ｇは高周波信号の波長である。

共振器は、送信または受信された高周波信号の周波数に近接した共振周波数を有するように設計されると有利である。

特定の実施形態によれば、装置は、様々な動作周波数で動作する少なくとも２つの送信チャネルおよび／または受信チャネルを備え、単一の誘電体基板上に印刷技術で実現された少なくとも１つのアンテナおよび／または少なくとも１つのフィルタをそれぞれが備えており、また前記誘電体基板の比誘電率を測定するために、誘電率に関連する値を測定する回路をさらに備え、測定回路の共振器が、基板の誘電率の分散により生ずるドリフトに対して、概して最も感度の良い周波数である最高動作周波数に近接した共振周波数を有するように設計される。

本発明の目的はまた、前に定義されたものなど、装置のアンテナのインピーダンスおよび／またはフィルタの周波数応答を調整するための方法であり、それは以下のステップを含む：
− 所定の周波数帯域における様々な周波数の複数の高周波信号を生成するステップ、
− 基板の比誘電率に関連する値を測定するステップ、および
− 前記測定した誘電率値により、アンテナのインピーダンスおよび／またはフィルタの周波数応答を調整するための制御信号を送るステップ。

この方法は、最初に装置をオンにしたときに１回だけ実施されると有利である。

当業者であれば、添付図により示され、例示のために与られた以下の諸例を読めば、さらに他の利点も想到されよう。
基板の比誘電率が、約±１０％変化したとき、基板上で実現される帯域消去フィルタの周波数ドリフトを示す図である。 それが実現される基板の実際の比誘電率を測定するために使用されるリング共振器の概略図である。 図２の共振器の周波数応答を示す図である。 誘電率に関連する値を測定する回路と、測定値により高周波装置のアンテナのインピーダンスおよびフィルタの周波数応答を調整するための調整信号を生成するように意図された調整制御回路とを示す図である。 その共振周波数の関数として、図２の共振器から求められた基板の比誘電率の変化を示す曲線を示す図である。 図２の誘電率回路に関連する値の測定に含まれる電力測定回路の図である。 本発明による、高周波信号を送信／受信するための第１の装置の概略図である。 図７の装置の整合ネットワークの概略図である。 図７の装置の整合ネットワークおよびフィルタの調整方法のステップを示す図である。 本発明による、高周波信号を送信／受信するための第１の装置の概略図である。

図１は、基板の比誘電率ε_ｒの関数として、誘電体基板上にマイクロストリップラインで実現された帯域消去フィルタの周波数応答（パラメータＳ１２）を示す。このフィルタは、５ＧＨｚ〜７ＧＨｚ帯域における周波数を除外するように意図されている。３つの周波数応答曲線が示されている：
− ４．４に等しい比誘電率ε_ｒを有する誘電体基板で実現された第１の曲線、
− ４．０に等しい比誘電率ε_ｒを有する誘電体基板で実現された第２の曲線、および
− ４．８に等しい比誘電率ε_ｒを有する誘電体基板で実現された第３の曲線。

この図は、約±１０％の比誘電率の分散ε_ｒが、±２００ＭＨｚの周波数ドリフトを生ずる可能性のあることを示しており、それは、多くの分野で、特に、２．４および５ＧＨｚのＷｉＦｉ、ＤＥＣＴ、３Ｇ、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、ＺｉｇＢｅｅ、またはＧＰＳ信号など、マルチメディア信号の送信および受信の分野で許容することができない。

周波数が高くなればなるほど、基板の比誘電率値ε_ｒの分散の影響が、フィルタの応答にさらに多くの影響を与えることになり、これはフィルタのタイプ（帯域消去、帯域通過、低域通過、高域通過）にかかわらず当てはまることである。

基板の比誘電率の分散は、誘電体基板上に印刷技術で実現されるアンテナのインピーダンスにも同様に影響を与える。

したがって、本発明によると、高周波装置のフィルタの周波数応答および／またはアンテナのインピーダンスを、それらが実現される誘電体基板の比誘電率ε_ｒの実効値により調整することが提案される。

本発明によると、基板の比誘電率ε_ｒに関連する値を測定し、次いで、測定値により、高周波装置のフィルタの周波数応答および／またはインピーダンスを調整することが提案される。

印刷回路基板の誘電体基板の比誘電率ε_ｒは、様々な知られた技法により測定することができる。それらの１つは、基板の誘電率が測定される回路基板上に、例えば、マイクロストリップラインなどのリング共振器を実現し、次いで、このリングの共振周波数を求めることにある。このような共振器が図２で図示されている。

マイクロストリップラインを備えた共振器回路の場合、電磁波は、基板、マイクロストリップライン、および空気から形成された異種媒体中を伝播する。この異種媒体の誘電体誘電率は、一般に実効誘電体誘電率ε_{ｒ ｅｆｆ}と呼ばれるが、以下の式で求められる。

式中、ｌは共振器のリングの円周であり、ｎ／２×λ_ｇに等しく、λ_ｇは共振周波数ｆで異種媒体中を伝播する高周波信号の波長であり、ｒは共振器のリングの半径であり、またλ_０は共振周波数ｆで真空を伝播する高周波信号の波長である。

式（１）および（２）を組み合わせた場合、以下の式が得られる。

式中、ｆはリングの共振周波数であり、またｃは真空中の光の速度（３．１０^８ｍ／ｓ）である。

前の式は、共振器の共振周波数ｆと、実効誘電体誘電率ε_{ｒ ｅｆｆ}との間の関係を示している。この後者は、以下の関係により、基板の比誘電率ε_ｒに関連付けられる。

式中、ｈは基板の厚さを表し、またｗは、リングを形成するマイクロストリップラインの幅である。

基板の比誘電率ε_ｒは、したがって、以下の関係から得られる。

したがって、リングの共振周波数ｆを求めることにより、式（３）を用いて、実効比誘電率ε_{ｒ ｅｆｆ}を、次いで、式（５）を用いて基板の比誘電率ε_ｒを非常に正確に推定することが可能である。

共振周波数ｆを求めることは、共振器により送り出される電力が最大になる信号周波数を求めることにある。

図３は、図３で示されたものなど、リング共振器の周波数応答のＨＦＳＳ（高周波構造シミュレータ）シミュレーション（パラメータＳ２１）を示している。このシミュレートされた応答は、４．４に等しい比誘電率ε_ｒ、および０．０２の損失正接を有する基板に関して得られた。

この図で分かるように、共振器の応答は、共振周波数ｆ（この場合、約５．２５ＧＨｚ）及びその高調波で振幅のピークを有する。

この振幅のピークを検出することは、共振器の共振周波数ｆを求めること、および式（３）および（５）を用いて基板の比誘電率ε_ｒを推定することを可能にする、ただし、パラメータｎ、ｌ、およびｗは既知のパラメータである。

基板の比誘電率ε_ｒを求めるために、誘電率に関連する値を測定する回路は、したがって、図２で規定されたものなどの共振器を備えるだけではなく、共振器に可変周波数の高周波信号を供給するための手段と、共振器の共振周波数を求めるための手段と、共振周波数から、基板の比誘電率ε_ｒを計算するための手段とを備えなくてはならない。

図４を参照すると、基板の誘電率に関連する値を測定する回路１０は：
− ディジタル的に制御可能な、様々な周波数の複数の高周波信号を生成できる高周波信号発生器１１であり、生成された信号の周波数は、例えば、所定の周波数帯域における所定の周波数ステップにより変化し、発生器１１が、生成された信号の周波数を変えるために制御信号ｃｍｄにより制御され、発生器は、基板の誘電分散に起因する潜在的な周波数ドリフトを含めるために、基板のいわゆる公称誘電率値により計算された、そのいわゆる公称共振周波数付近の比較的広い周波数帯域にわたって掃引する、高周波信号発生器１１と、
− 発生器１１により生成された高周波信号を受け取り、様々な周波数のこれらの信号のそれぞれに対して、出力信号を送ることのできる、前に規定したものなどの共振器１２と、
− 共振器により送られた出力信号のそれぞれに対して、信号電力を測定するための電力測定回路１３と、
− 電力測定回路１３により測定された電力値から共振器の共振周波数を求めるためのマイクロコントローラ１４であって、高周波発生器１１を制御する信号ｃｍｄを生成するためのマイクロコントローラ１４と、
− マイクロコントローラ１４により求められた共振周波数ｆから基板の比誘電率ε_ｒを計算するためのプロセッサ１５と、
を備える。

誘電率に関連する値を測定する回路はまた、電力測定回路１３により測定された電力値を少なくとも一次的に記憶するための、マイクロコントローラ１４に接続されたメモリ１６を備える。

発生器１１は、解析すべき周波数帯域における複数の高周波信号を順次送り出す。上記で示したように、この解析すべき周波数帯域は、基板の製造者により提供された公称比誘電率値（例えば、ε_ｒ＝４．５５）に対して得られる共振器のいわゆる公称共振周波数と、基板の比誘電率の分散に起因することになる共振周波数のドリフトに対応するこの公称共振周波数近傍の周波数とを含む。

例えば、図５の線図で示されるように、約±１０％、すなわち、４．０５と４．９５の間で変化しやすい４．５に等しい公称比誘電率ε_ｒを有するＦＲ４タイプの基板上で実現された共振器であって、その共振周波数が５．３ＧＨｚと５．７ＧＨｚの間で変化する共振器を考えると、マイクロコントローラ１４は、信号ｃｍｄにより発生器１１を制御して、それが５．３ＧＨｚと５．７ＧＨｚの間を含む周波数帯域を掃引するようにする。共振器の共振周波数は、それが挿入される送信／受信装置の最高動作周波数に近いことが好ましい。この周波数は、概して、基板の誘電率の分散に起因するドリフトに対して最も感度の良い周波数に相当する。

周波数帯域は、例えば、１００ＫＨｚなどの所定値ステップで掃引される。このステップが小さくなればなるほど、より正確に共振器の共振周波数が求められる。

共振器１２には、発生器１１により生成された各信号が連続して供給される。したがって、それにより送られる信号の振幅は、共振器の共振周波数に近づいたとき最大となる。

共振器１２の出力で、電力測定回路１３は、共振器１２により送られた信号の電力を測定する。対数式電力測定回路の例の図が、図６で示されている。この電力検出器は、当技術分野でよく知られている。それは、非常に高い感度と、広いダイナミックレンジを有する。出力において、それは、ｄＢｍのＲＦ入力電圧に比例するＤＣ電圧をボルトで生成する。

マイクロコントローラ１４は、回路１３により測定された電力値をメモリ１６に記憶し、次いで、解析すべき周波数帯域全体の掃引に対する最大電力値を求める。

マイクロコントローラ１４は、次いで、この最大電力を与える共振器に供給された信号の周波数を求める。この周波数は、共振器の共振周波数ｆに相当する。

マイクロコントローラ１４は、プロセッサ１５にこの共振周波数値ｆを供給し、それは、式（３）および（５）を用いて、基板の比誘電率値ε_ｒを計算する。

この比誘電率値が計算された後、誘電率に関連する値を測定する回路１０は、プロセッサ１５を介して、高周波装置のアンテナのインピーダンスおよび／またはフィルタの周波数応答を調整するように意図された調整手段を制御できる調整制御回路２０に、この値を供給する。

図４で、調整制御回路２０は、照会されるテーブルの形で、またはＬＵＴ（参照用テーブル）の形で示されており、入力端子で誘電率に関連する値を測定する回路１０により供給された比誘電率値を受け取り、出力端子で高周波装置のアンテナおよびフィルタの調整を制御する複数の制御信号Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３を送り出す。

本発明による高周波信号を送信および／または受信するための装置が図７で示される。参照番号３０を有する装置は、例えば、５ＧＨｚのＷｉＦｉ信号を送信／受信するためなど、高周波信号の送信／受信チャネルを備える。

この送信／受信チャネルは、アンテナ３１と、アンテナで受信したＲＦ信号を濾波するための帯域通過フィルタ３２ａと、フィルタ３２ａから出力された信号を増幅するための低雑音増幅器３３ａと、増幅器３３ａにより送られたＲＦ信号を処理するための処理回路３４とを備える。この回路３４は、特に、受信したＲＦ信号をベースバンド信号に変換することができる。チャネルはまた、処理回路３４により生成された送信すべきＲＦ信号を増幅するための電力増幅器３３ｂと、増幅器３３ｂにより増幅された信号を濾波するための高域通過フィルタ３２ｂとを備える。アンテナ３１を、フィルタ３２ａ（受信）と、フィルタ３２ｂ（送信）とに選択的に接続するために、スイッチング回路３５が、フィルタ３２ａおよび３２ｂと、アンテナ３１との間にさらに配置される。

本発明を実現するために、装置３０はまた、前に述べた測定回路および制御回路２０、ならびに測定された比誘電率により、例えば、５０オームなど、アンテナのインピーダンスを所定値に調整するための整合ネットワーク３６を備える。さらに、フィルタ３２ａおよび３２ｂは、測定された比誘電率によりその周波数応答が調節可能なフィルタである。

調整制御回路２０は３つの制御信号を送る：
− 例えば、５０オームなどの基準値に等しくなるように、アンテナのインピーダンスを調整するための制御信号Ｃ１、
− 帯域通過フィルタ３２ａの周波数応答を所定値に調整するための制御信号Ｃ２、および
− 高域通過フィルタ３２ｂの応答を他の所定値に調整するための制御信号Ｃ３。

整合ネットワーク３６は、例えば、Ｌまたはパイ（π）トポロジを有する１または複数の基本的なインピーダンスネットワークにより形成される。このネットワークは、図８で示すように、制御信号Ｃ１の複数のビットｂ１・・・ｂｉによりディジタル的に制御される複数のスイッチドキャパシタから構成される少なくとも１つのＤＴＣ（ディジタル的にチューニング可能なコンデンサ）を備える。

この図では、整合ネットワーク３６は、Ｌトポロジを有する２つの基本的なＬＣネットワークを備える。各基本ネットワークは、基本ネットワークの入力端子と出力端子の間のインダクタＬｐと、基本ネットワークの入力端子とアースの間の３つの並列なスイッチドキャパシタＣｐとを備える。スイッチドキャパシタのそれぞれは、制御信号Ｃ１のビットにより制御される。したがって、この例では、制御信号Ｃ１は、アンテナ３１のインピーダンスを変えるために６ビット、すなわち、６４個の可能な値を含む。

同様に、フィルタ３２ａおよび３２ｂはそれぞれ、制御信号Ｃ２およびＣ３により、それらの周波数応答を変化させるために、少なくとも１つのＤＴＣまたは１つのバラクタダイオードを備える。

様々な可能な調整を得るために必要な様々な制御信号Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３は、先行して規定され、参照用テーブル２０に記憶される。

動作中に、測定回路１０が基板の比誘電率値を送ると、この後者は、整合ネットワーク３６、ならびにフィルタ３２ａおよび３２ｂを調整する適切な制御信号Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３を送る参照用テーブル２０に送信される。

整合ネットワークおよびフィルタのこの調整は、最初に高周波装置をオンにしたときに１回だけ実行されることが好ましい。

図９を参照すると、整合ネットワーク３６、ならびにフィルタ３２ａおよび３２ｂの調整が、以下の方法で実施される：
− ステップＥ１：周波数帯域全体が掃引されるまで、発生器１１が、所定の周波数ステップにより、所定の周波数帯域における様々な周波数の信号を連続的に生成する、
− ステップＥ２：マイクロコントローラ１４が、共振器の共振周波数を求める、
− ステップＥ３：プロセッサ１５は、基板の比誘電率値を求める、
− ステップＥ４：制御回路２０が、整合ネットワーク３６、ならびにフィルタ３２ａおよび３２ｂに適切な制御信号を送る。

本発明の装置は、１つの送信チャネルまたは１つの受信チャネルだけを備えることができる。反対に、それはまた、図１０で示すように、複数の送信／受信チャネルを備えることもできる。

図１０は、本発明による装置３００を示しており、それは、一方が、例えば、５ＧＨｚのＷｉＦｉ信号の送信／受信に専用であり、他方が、２．４ＧＨｚのＷｉＦｉ信号の送信／受信に専用である２つの送信／受信チャネルと、回路１０と同一の測定回路１００と、装置の２つの送信／受信チャネルの調整可能な回路に対して複数の制御信号を送ることのできる制御回路２００とを備える。

５ＧＨｚのＷｉＦｉ信号を送信／受信するための第１のチャネルは、図７のものと同一である。したがって、それは、アンテナ３１と同一のアンテナ３０１と、ネットワーク３６と同一の整合ネットワーク３０６と、フィルタ３２ａと同一の帯域通過フィルタ３０２ａと、増幅器３３ａと同一の低雑音増幅器３０３ａと、フィルタ３２ｂと同一の高域通過フィルタ３０２ｂと、増幅器３３ｂと同一の電力増幅器３０３ｂとを備える。

２．４ＧＨｚのＷｉＦｉ信号を送信／受信するための第２のチャネルは、第１の送信／受信チャネルの対応する素子と同様に設けられたアンテナ３０１’と、整合ネットワーク３０６’と、帯域通過フィルタ３０２ａ’と、低雑音増幅器３０３ａ’と、低域通過フィルタ３０２ｂ’と、電力増幅器３０３ｂ’とを備える。しかし、第１の送信／受信チャネルにおける高域通過フィルタ（３０２ｂ）が、第２の送信／受信チャネルでは低域通過フィルタ（３０２ｂ’）に置き換えられていることに留意されたい。

装置３００はまた、２つの受信チャネルに共通のスイッチング回路３０５および処理回路３０４を備える。スイッチング回路３０５は、整合ネットワーク３０６を介してフィルタ３０２ａおよび３０２ｂをアンテナ３０１に、また整合ネットワーク３０６’を介してフィルタ３０２ａ’および３０２ｂ’をアンテナ３０１’に選択的に接続する。処理回路３０４は、高周波信号をベースバンド信号へと変換し、逆の変換も同様に行う。

この実施形態では、制御回路２００は、調整可能な素子３０６、３０２ｂ、３０２ａ、３０６’、３０２ｂ’、および３０２ａ’をそれぞれ制御するために、制御信号Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ１’、Ｃ２’、およびＣ３’を生成する。

装置の調整可能な素子の調整は、図７の装置に関して前に述べたように実施される。しかし、ここで述べるように、第１の無線チャネルでは５ＧＨｚ、第２の無線チャネルでは２．４ＧＨｚなど、非常に異なる周波数で動作する無線チャネルの場合、動作周波数による誘電率の測定精度を高めるために、２つの共振器を、すなわち、これらの共振器の一方が、５ＧＨｚに近い共振周波数を有し、他方の共振器が、２．４ＧＨｚに近い共振周波数を有する共振器を、無線チャネルごとに提供することが可能である。これらの共振器のそれぞれは、したがって、関連する無線チャネルの制御信号を求めるために使用される。

変形形態によると、装置は、測定回路により占められるスペースを低減するために１つだけの共振器を備える。この特定の実施形態では、共振器により占められるスペースをさらに最小化するために、この場合５ＧＨｚである装置の最高動作周波数に近い共振周波数を有する共振器を選択することが好ましい。

フィルタの周波数応答およびアンテナのインピーダンスのこの整合は、したがって、例えば、ＦＲ４タイプの基板など、低コストの基板で実現されるマルチ無線装置の場合に特に有用である。

本発明は、２つの特定の実施形態に関して述べられてきたが、それは決して限定されるものではないこと、および本発明の範囲に含まれる場合、その組合せと共に述べられた手段のすべての技術的に均等な形態を含むことは明らかである。

当然であるが、リング共振器以外のタイプの共振器、特に、λ_ｇ／２に実質的に等しい長さを有する直線のマイクロストリップラインを備える共振器を使用することができる。

本発明は、１つの送信チャネルだけ、または１つの受信チャネルだけを備える装置に適用可能である。それはまた、アンテナのインピーダンスだけが（フィルタの周波数応答を変更することなく）調整される装置に、またはフィルタの周波数応答だけが（アンテナのインピーダンスを変更することなく）調整される装置にも適用可能である。

Claims (10)

1. 誘電体基板上に印刷技術で実現された少なくとも１つのアンテナ（３１；３０１、３０１’）および／または少なくとも１つのフィルタ（３２ａ、３２ｂ；３０２ａ、３０２ｂ、３０２ａ’、３０２ｂ’）を備える、高周波信号を送信および／または受信するための装置（３０；３００）であって、
   前記基板の誘電体誘電率の測定値を送ることのできる、前記誘電率に関連する値を測定するための回路（１０；１００）と、誘電率に関連する前記測定値により、アンテナのインピーダンスおよび／または前記フィルタの周波数応答を調整できる調整手段（２０、３６；２００、３０６、３０６’）と、
   をさらに備える、前記装置。
2. 前記調整手段は、
   前記誘電率に関連する前記測定値を受け取ることができ、前記測定値による少なくとも１つのディジタル制御信号（Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３；Ｃ１’、Ｃ２’、Ｃ３’）を送ることができる調整制御回路（２０；２００）と、
   前記アンテナの入出力端子に接続され、前記少なくとも１つのディジタル制御信号により制御されて、前記アンテナの前記インピーダンスを変更し、それを所定値に復元するインピーダンス整合ネットワーク（３６；３０６、３０６’）、および／または前記少なくとも１つのディジタル制御信号により制御されて、前記少なくとも１つのフィルタの前記周波数応答を変更し、それを所定値に復元する、前記フィルタ内の可変容量素子と、
   を備える、請求項１に記載の装置。
3. 前記インピーダンス整合ネットワーク（３６；３０６、３０６’）は、前記少なくとも１つのディジタル制御信号によりディジタル的に制御される調整可能なコンデンサを備える、請求項２に記載の装置。
4. 前記少なくとも１つのフィルタの内部の前記可変容量素子は、バラクタダイオードである、請求項２に記載の装置。
5. 前記誘電率に関連する値を測定する前記回路（１０）は、
   制御信号（ｃｍｄ）によりディジタル的に制御可能であり、所定の周波数帯域内の様々な周波数の複数の高周波信号を生成することのできる高周波信号発生器（１１）と、
   前記発生器により生成された前記高周波信号を受け取り、様々な周波数のこれらの信号のそれぞれに対して、出力信号を送ることのできる共振器（１２）と、
   前記共振器により送られた前記出力信号のそれぞれに対して信号電力を測定するための電力測定回路（１３）と、
   前記電力測定回路により測定された電力値から、前記共振器の共振周波数を求めるためのマイクロコントローラ（１４）であって、前記高周波信号発生器を制御する前記信号（ｃｍｄ）を生成するためのマイクロコントローラ（１４）と、
   前記共振周波数から前記基板の比誘電率を計算するためのプロセッサ（１５）と、
   を備える、請求項１から４のいずれか一項に記載の装置。
6. 前記共振器はリング共振器である、請求項５に記載の装置。
7. 前記共振器は、送信された、または受信された前記高周波信号の周波数に近い共振周波数を有するように設計される、請求項５または６に記載の装置。
8. 様々な動作周波数で動作する少なくとも２つの送信チャネルおよび／または受信チャネルを備え、単一の誘電体基板上に印刷技術で実現された少なくとも１つのアンテナ（３０１、３０１’）、および／または少なくとも１つのフィルタ（３０２ａ、３０２ｂ、３０２ａ’、３０２ｂ’）をそれぞれが備えており、前記装置は、前記誘電体基板の前記比誘電率を測定するために、前記誘電率に関連する値を測定する回路（１００）をさらに備え、前記誘電率に関連する値を測定する前記回路（１００）の前記共振器が、最高動作周波数に近接した共振周波数を有するように設計される、請求項５から７のいずれか一項に記載の装置。
9. 請求項１から８で定義されたものなどの装置の、アンテナのインピーダンスおよび／またはフィルタの周波数応答を調整するための方法であって、
   所定の周波数帯域における様々な周波数の複数の高周波信号を生成するステップ（Ｅ１）と、
   前記基板の前記比誘電率値を測定するステップ（Ｅ２、Ｅ３）と、
   前記測定値により、前記アンテナの前記インピーダンスおよび／または前記フィルタの前記周波数応答を調整するための制御信号を送るステップ（Ｅ４）と、
   を含む、前記方法。
10. 最初に前記装置をオンにしたときに１回だけ実施される、請求項９に記載の方法。

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