JP2014187647A - Antenna controller, antenna control method, program and communication device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、アンテナ制御装置、アンテナの制御方法、プログラム及び通信装置に関する。特に、アンテナチューニングを行うアンテナ制御装置、アンテナの制御方法、プログラム及び通信装置に関する。 The present invention relates to an antenna control device, an antenna control method, a program, and a communication device. In particular, the present invention relates to an antenna control apparatus that performs antenna tuning, an antenna control method, a program, and a communication apparatus.
近年、携帯電話やスマートフォン等の通信装置には、データトラフィックの増大によりネットワーク回線の帯域を確保するため、複数の周波数帯域(バンド)を用いた通信規格に対応することが求められている。例えば、LTE(Long Term Evolution)通信方式の場合には、3GPP(3rd Generation Partnership Project)のTS36.101 Table5.5-1で規定されるバンドのうち、複数のバンドを用いた通信に対応することが求められている。 In recent years, communication devices such as mobile phones and smartphones are required to support communication standards using a plurality of frequency bands (bands) in order to secure a network line bandwidth by increasing data traffic. For example, in the case of the LTE (Long Term Evolution) communication method, support communication using a plurality of bands among the bands specified in TS36.101 Table5.5-1 of 3GPP (3rd Generation Partnership Project). Is required.
そこで、複数のバンドでのデータ送受信を同じアンテナで行いつつ、アンテナ特性を確保するため、アンテナチューナと呼ばれる半導体集積回路が使用されることが多い。アンテナチューナでは、データの送受信に使用するバンドに応じて、アンテナチューナ内部の容量値(キャパシタ値)を変更し、共振周波数を最適化することで、各バンドでのアンテナ特性を確保する。 Therefore, in order to ensure antenna characteristics while performing data transmission / reception in a plurality of bands with the same antenna, a semiconductor integrated circuit called an antenna tuner is often used. In the antenna tuner, the antenna characteristic in each band is ensured by changing the capacitance value (capacitor value) inside the antenna tuner according to the band used for data transmission / reception and optimizing the resonance frequency.
さらに、第4世代携帯電話規格に向けて標準化の進むLTE−Advancedにおいては、複数のキャリア(搬送波)を使用し、同じアンテナでデータの送受信を行うキャリアアグリゲーション(CA;Carrier Aggregation)と呼ばれる技術の仕様化が進んでいる(LTE Rel.10 and beyond)。 Furthermore, in LTE-Advanced, which is being standardized toward the fourth generation mobile phone standard, a technology called carrier aggregation (CA) that uses a plurality of carriers (carriers) and transmits and receives data with the same antenna is used. The specification is advancing (LTE Rel. 10 and beyond).
LTE−Advancedで規定されるキャリアアグリゲーションの形態には、例えば以下が考えられる。第1に、同一のバンドに含まれる周波数を持つキャリアを束ねることで、キャリアアグリゲーションを実現する形態である(図19(a)参照)。第2に、異なるバンドに含まれる周波数を持つキャリアを束ねることで、キャリアアグリゲーションを実現する形態である(図19(b)参照)。第3に、孤立するバンドに含まれる周波数を持つキャリアを束ね、上り回線と下り回線において非対称とする形態である(図19(c)参照)。キャリアアグリゲーションを実行することにより、複数のキャリアが束ねられ、周波数帯域幅を拡張することができる。例えば、5つのキャリアを束ねると、最大100MHzの周波数帯域幅を用いたデータの送受信が可能となる。また、上述のように、LTE−Advancedで規定されるキャリアアグリゲーションでは、分散しているキャリアを束ねることも可能であるから、細切れの周波数(キャリア)を有効に活用できる。なお、以降の説明において、特定のバンドに含まれる周波数を持つキャリアを、特定のバンドに属するキャリアと表記する。 For example, the following may be considered as the form of carrier aggregation defined by LTE-Advanced. First, carrier aggregation is realized by bundling carriers having frequencies included in the same band (see FIG. 19A). Second, carrier aggregation is realized by bundling carriers having frequencies included in different bands (see FIG. 19B). Third, the carriers having frequencies included in isolated bands are bundled to be asymmetric in the uplink and downlink (see FIG. 19C). By performing carrier aggregation, a plurality of carriers are bundled and the frequency bandwidth can be expanded. For example, if five carriers are bundled, data can be transmitted and received using a maximum frequency bandwidth of 100 MHz. In addition, as described above, in carrier aggregation defined by LTE-Advanced, it is possible to bundle dispersed carriers, and therefore, it is possible to effectively use the frequency (carrier) of the cut. In the following description, a carrier having a frequency included in a specific band is referred to as a carrier belonging to the specific band.
ここで、特許文献1において、複数の上りリンク変調送信信号を同時に送信し、複数の下り変調受信信号を同時に受信する無線通信端末が、開示されている。
Here,
なお、上記先行技術文献の開示を、本書に引用をもって繰り込むものとする。以下の分析は、本発明者らによってなされたものである。 The disclosure of the above prior art document is incorporated herein by reference. The following analysis was made by the present inventors.
上述のように、キャリアアグリゲーションでは、複数のキャリアを束ねることで周波数帯域幅を拡張する。しかし、このようなキャリアアグリゲーションに対応しようとすれば、通信装置のアンテナ特性を確保するのが困難となる。特に、異なるバンドに属するキャリアを束ねることで、キャリアアグリゲーションを実現する第2の形態において、アンテナ特性を確保するのが困難となる。 As described above, in carrier aggregation, the frequency bandwidth is expanded by bundling a plurality of carriers. However, if it is intended to cope with such carrier aggregation, it becomes difficult to ensure the antenna characteristics of the communication device. In particular, by bundling carriers belonging to different bands, it is difficult to ensure antenna characteristics in the second mode for realizing carrier aggregation.
異なるバンドに属するキャリアを束ねる第2の形態であっても、通信装置のアンテナ特性を複数のバンドのそれぞれにおいて確保する必要がある。その際、アンテナチューナを使用して、特定のバンドにおけるアンテナ特性を最適化したとしても他のバンドにおけるアンテナ特性が劣化する問題が生じる。より具体的には、特定のバンドにおけるアンテナ特性を最適にすると、他のバンドにおけるアンテナ特性を犠牲にせざるをえない。一方、2つのバンドにおけるアンテナ特性を最適にしようとすれば、全体的なアンテナ特性が劣化してしまう。即ち、LTE−Advancedで規定されるキャリアアグリゲーションのように、複数のバンドのキャリアを利用して変調された無線信号(RF信号)を同じアンテナを用いて送受信する際、通信装置にとって最適なアンテナ特性を定めるのが困難である。 Even in the second mode in which carriers belonging to different bands are bundled, it is necessary to ensure the antenna characteristics of the communication device in each of the plurality of bands. At this time, even if the antenna tuner is used to optimize the antenna characteristics in a specific band, the problem arises that the antenna characteristics in other bands deteriorate. More specifically, if antenna characteristics in a specific band are optimized, antenna characteristics in other bands must be sacrificed. On the other hand, if the antenna characteristics in the two bands are optimized, the overall antenna characteristics are deteriorated. That is, when transmitting and receiving a radio signal (RF signal) modulated using carriers in a plurality of bands using the same antenna, such as carrier aggregation defined by LTE-Advanced, the antenna characteristics optimal for the communication apparatus Is difficult to determine.
本発明は、複数のバンドのキャリアを利用して変調された無線信号を、同じアンテナを用いて送受信する際に、最適なアンテナ特性を定めることに寄与するアンテナ制御装置、アンテナの制御方法、プログラム及び通信装置、を提供することを目的とする。 The present invention relates to an antenna control apparatus, an antenna control method, and a program that contribute to determining optimal antenna characteristics when transmitting and receiving radio signals modulated using carriers of a plurality of bands using the same antenna. And a communication device.
本発明の第1の視点によれば、第1のバンドに含まれる周波数を持つ搬送波により変調された第1の無線信号と、第2のバンドに含まれる周波数を持つ搬送波により変調された第2の無線信号と、を生成する回路と、前記第1及び第2の無線信号を送受信するアンテナの共振周波数を可変するチューナと、前記第1及び第2の無線信号の特性値を算出する算出部と、前記アンテナのアンテナ特性に関する調整方針及び前記算出部の算出結果に応じて、前記第1のバンドにおけるアンテナ特性が、第2のバンドにおけるアンテナ特性よりも高くなるように、前記共振周波数を制御する制御部と、を備えるアンテナ制御装置が提供される。 According to the first aspect of the present invention, the first radio signal modulated by the carrier wave having the frequency included in the first band and the second radio signal modulated by the carrier wave having the frequency included in the second band. A radio signal, a tuner that varies a resonance frequency of an antenna that transmits and receives the first and second radio signals, and a calculation unit that calculates characteristic values of the first and second radio signals And the resonance frequency is controlled so that the antenna characteristic in the first band is higher than the antenna characteristic in the second band according to the adjustment policy regarding the antenna characteristic of the antenna and the calculation result of the calculation unit. And an antenna control apparatus including the control unit.
本発明の第2の視点によれば、第1のバンドに含まれる周波数を持つ搬送波により変調された第1の無線信号と、第2のバンドに含まれる周波数を持つ搬送波により変調された第2の無線信号と、を生成する工程と、前記第1及び第2の無線信号の特性値を算出する算出工程と、前記第1及び第2の無線信号を送受信するアンテナのアンテナ特性に関する調整方針及び前記算出工程の算出結果に応じて、前記第1のバンドにおけるアンテナ特性が、第2のバンドにおけるアンテナ特性よりも高くなるように、前記アンテナの共振周波数を制御する工程と、を含むアンテナの制御方法が提供される。
なお、本方法は、アンテナという、特定の機械に結びつけられている。
According to the second aspect of the present invention, the first radio signal modulated by the carrier having the frequency included in the first band and the second radio signal modulated by the carrier having the frequency included in the second band. A radio signal, a calculation step for calculating characteristic values of the first and second radio signals, an adjustment policy regarding antenna characteristics of an antenna that transmits and receives the first and second radio signals, and Controlling the resonance frequency of the antenna so that the antenna characteristic in the first band is higher than the antenna characteristic in the second band according to the calculation result of the calculation step. A method is provided.
The method is associated with a specific machine called an antenna.
本発明の第3の視点によれば、第1のバンドに含まれる周波数を持つ搬送波により変調された第1の無線信号と、第2のバンドに含まれる周波数を持つ搬送波により変調された第2の無線信号と、を生成する回路と、前記第1及び第2の無線信号を送受信するアンテナの共振周波数を可変するチューナと、を備えるアンテナ制御装置を制御するコンピュータに実行させるプログラムであって、前記第1及び第2の無線信号の特性値を算出する算出処理と、前記アンテナのアンテナ特性に関する調整方針及び前記算出処理の算出結果に応じて、前記第1のバンドにおけるアンテナ特性が、第2のバンドにおけるアンテナ特性よりも高くなるように、前記共振周波数を制御する処理と、を実行させるプログラムが提供される。
なお、このプログラムは、コンピュータが読み取り可能な記憶媒体に記録することができる。記憶媒体は、半導体メモリ、ハードディスク、磁気記録媒体、光記録媒体等の非トランジェント(non−transient)なものとすることができる。本発明は、コンピュータプログラム製品として具現することも可能である。
According to the third aspect of the present invention, the first radio signal modulated by the carrier wave having the frequency included in the first band and the second radio signal modulated by the carrier wave having the frequency included in the second band. A program for causing a computer to control an antenna control apparatus comprising: a circuit for generating a radio signal; and a tuner that varies a resonance frequency of an antenna that transmits and receives the first and second radio signals, According to the calculation process for calculating the characteristic values of the first and second radio signals, the adjustment policy regarding the antenna characteristic of the antenna, and the calculation result of the calculation process, the antenna characteristic in the first band is a second value. And a process for controlling the resonance frequency so as to be higher than the antenna characteristic in the band.
This program can be recorded on a computer-readable storage medium. The storage medium can be non-transient such as a semiconductor memory, a hard disk, a magnetic recording medium, an optical recording medium, or the like. The present invention can also be embodied as a computer program product.
本発明の第4の視点によれば、上記のアンテナ制御装置を格納する筐体と、前記筐体を把持するユーザの手の左右に関する情報を入力する入力部と、を備え、前記制御部は、前記調整方針及び前記算出部の算出結果に加え、前記筐体を把持するユーザの手の左右に応じて、前記第1のバンドにおけるアンテナ特性が、第2のバンドにおけるアンテナ特性よりも高くなるように、前記共振周波数を制御する通信装置が提供される。 According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a housing for storing the antenna control device, and an input unit for inputting information on the left and right of a user's hand holding the housing, In addition to the adjustment policy and the calculation result of the calculation unit, the antenna characteristics in the first band are higher than the antenna characteristics in the second band according to the left and right of the user's hand holding the housing. Thus, a communication device for controlling the resonance frequency is provided.
本発明の各視点によれば、複数のバンドのキャリアを利用して変調された無線信号を、同じアンテナを用いて送受信する際に、最適なアンテナ特性を定めることに寄与するアンテナ制御装置、アンテナの制御方法、プログラム及び通信装置、が提供される。 According to each aspect of the present invention, an antenna control device and an antenna that contribute to determining optimal antenna characteristics when transmitting and receiving a radio signal modulated using carriers of a plurality of bands using the same antenna Control method, program, and communication apparatus are provided.
初めに、図1を用いて一実施形態の概要について説明する。なお、この概要に付記した図面参照符号は、理解を助けるための一例として各要素に便宜上付記したものであり、この概要の記載はなんらの限定を意図するものではない。 First, an outline of an embodiment will be described with reference to FIG. Note that the reference numerals of the drawings attached to the outline are attached to the respective elements for convenience as an example for facilitating understanding, and the description of the outline is not intended to be any limitation.
上述のように、複数のバンドのキャリアを利用して変調された無線信号を、同じアンテナを用いて送受信する際に、最適なアンテナ特性を定めるアンテナ制御装置が望まれる。 As described above, there is a demand for an antenna control apparatus that determines optimal antenna characteristics when transmitting and receiving radio signals modulated using carriers in a plurality of bands using the same antenna.
そこで、一例として図1に示すアンテナ制御装置100を提供する。アンテナ制御装置100は、第1のバンドに含まれる周波数を持つ搬送波により変調された第1の無線信号と、第2のバンドに含まれる周波数を持つ搬送波により変調された第2の無線信号と、を生成する回路101と、第1及び第2の無線信号を送受信するアンテナの共振周波数を可変するチューナ102と、第1及び第2の無線信号の特性値を算出する算出部103と、アンテナ特性に関する調整方針及び算出部103の算出結果に応じて、第1のバンドにおけるアンテナ特性が、第2のバンドにおけるアンテナ特性よりも高くなるように、共振周波数を制御する制御部104と、を備える。
Therefore, the
アンテナ制御装置100は、例えば、LTE−Advancedで規定されているキャリアアグリゲーションのように、異なるバンドに属するキャリアにより変調された無線信号を、同じアンテナで送受信する。その際、アンテナ制御装置100は、各バンドに属するキャリアにより変調された無線信号の送信パワー等を特性値として算出する。アンテナ制御装置100は、この無線信号の特性値と、予め定められたアンテナ特性に関する調整方針(例えば、消費電力を低減するといった方針)と、に基づいて、アンテナの共振周波数を可変にするチューナ102の設定値を変更する。例えば、消費電力を低減させる方針であれば、送信パワーの高い無線信号を含むバンドのアンテナ特性を高くする。アンテナ特性が良好となれば、無線信号を送信する際に必要な送信パワーを低減できる。つまり、複数のバンドに属するキャリアにより変調された無線信号を、同じアンテナを用いて送受信する際に、消費電力を低減しつつ、必要なアンテナ特性が確保できる。即ち、制御部104は、最適なアンテナ特性を決定できる。
For example, the
以下に具体的な実施の形態について、図面を参照してさらに詳しく説明する。 Hereinafter, specific embodiments will be described in more detail with reference to the drawings.
[第1の実施形態]
第1の実施形態について、図面を用いてより詳細に説明する。
[First Embodiment]
The first embodiment will be described in more detail with reference to the drawings.
図2は、本実施形態に係るアンテナ制御装置1の内部構成の一例を示すブロック図である。図2を参照すると、アンテナ制御装置1は、制御部10と、デジタル信号処理部20と、RF(Radio Frequency)部30と、記憶部40と、電源供給部50と、電源部60と、アンテナ部70と、から構成されている。アンテナ制御装置1は、アンテナ制御装置1を含む通信装置のアンテナと接続されている。なお、図2の実線はデータを伝達するデータラインを示す。また、図2の一点鎖線は電源供給部50から各部に電源を供給するための電源供給ラインを示す。さらに、図2の点線は制御信号を伝達する制御ラインを示す。
FIG. 2 is a block diagram illustrating an example of an internal configuration of the
アンテナ制御装置1は、デジタル信号処理部20やRF部30を用いてアンテナチューニングを実行することで、LTE−Advancedに求められるキャリアアグリゲーション時のアンテナ特性を最適化する。より具体的には、アンテナ制御装置1は、予め定めたアンテナ特性調整方針に従い、アンテナチューニングを実行することで、アンテナ特性を変更する。
The
制御部10は、デジタル信号処理部20、RF部30、電源供給部50の各部を制御する。制御部10は、CPU(Central Processing Unit)で実行されるアプリケーション等が生成する送信データを、デジタル信号処理部20に出力する。また、制御部10は、デジタル信号処理部20から受信データを受信する。さらに、制御部10は、デジタル信号処理部20の起動及び終了を制御する。
The
制御部10は、記憶部40が記憶するアンテナ特性調整方針と、RF部30から得られる情報(後述する無線信号特性信号RFCSから得られる情報)と、に基づいて、アンテナチューニング制御信号ATCSを、RF部30に出力する。さらに、制御部10は、記憶部40にアクセスし、記憶部40が記憶するデータの更新が可能である。なお、制御部10は、アンテナ制御装置1に搭載されたコンピュータに、そのハードウェアを用いて、後に詳述する処理を実行させるコンピュータプログラムにより実現することもできる。
The
デジタル信号処理部20は、制御部10が出力する送信データを符号化し、RF部30に出力する。また、デジタル信号処理部20は、RF部30から受信した無線信号の復号処理や誤り訂正処理等を実行し、復号した受信データを制御部10に出力する。さらに、デジタル信号処理部20は、使用するバンドをRF部30に指示する。具体的には、デジタル信号処理部20は、使用バンド通知信号BNSをRF部30に出力することで、無線信号の送受信に使用するバンドの指示をRF部30に行う。例えば、デジタル信号処理部20は、LTEバンド1(B1)やバンド5(B5)に属するキャリアにより変調される無線信号の送受信をRF部30に指示する(当該情報を含む使用バンド通知信号BNSを出力する)。あるいは、デジタル信号処理部20は、LTEバンド1(B1)とバンド5(B5)に属するキャリアによるキャリアアグリゲーションの実行をRF部30に指示する。
The digital
RF部30は、無線信号の復調を行うと共に、復調した無線信号をAD(Analog to Digital)変換し、デジタル信号処理部20に受信データとして出力する。また、RF部30は、デジタル信号処理部20から送信データを受信すると共に、送信データをDA(Digital To Analog)変換し、無線信号に変調する。
The
RF部30は、制御部10が出力するアンテナチューニング制御信号ATCSに基づき、アンテナチューニング設定信号ATSSをアンテナ部70に出力する。また、RF部30は、無線信号の特性値を検出し、検出した特性値に関する情報を含む無線信号特性信号RFCSを制御部10に出力する。さらに、RF部30は、デジタル信号処理部20が出力する使用バンド通知信号BNSに従い、内部のアンテナスイッチを切り替える。
The
記憶部40は、アンテナチューニングを実行する際に制御部10が参照するアンテナ特性調整方針や無線信号の送受信に係る調整値等を記憶する。
The
電源供給部50は、制御部10又はデジタル信号処理部20からの指示に従い、アンテナ制御装置1の各部(例えば、制御部10、デジタル信号処理部20、RF部30、記憶部40)に電源供給を行う。
The
電源部60は、例えば、リチウム電池等の2次電池である。電源部60は、電源供給部50を介して、アンテナ制御装置1の動作に必要な電源を供給する。
The
アンテナ部70は、内部にアンテナ及びアンテナチューナを含む。アンテナ部70は、基地局が出力する無線信号を受信する、又は、基地局に向けて無線信号を送信する。
The
図3は、RF部30の内部構成の一例を示すブロック図である。図3を参照すると、RF部30は、ダイプレクサ301と、アンテナスイッチ302−1及び302−2と、デュプレクサ303−1〜303−4と、パワーアンプ304−1〜304−4と、無線周波数集積回路(RFIC;Radio Frequency Integrated Circuit)305と、を含んで構成される。
FIG. 3 is a block diagram illustrating an example of the internal configuration of the
ダイプレクサ301は、アンテナから受信する無線信号(受信信号)と、アンテナから送信する無線信号(送信信号)と、を電気的に分離する手段である。
The
アンテナスイッチ302−1及び302−2は、無線信号の送受信時に使用するバンドを切り替える手段である。無線周波数集積回路305は、使用バンド通知信号BNSに従って、アンテナスイッチ302−1及び302−2での接続先を切り替える。 The antenna switches 302-1 and 302-2 are means for switching a band to be used when transmitting / receiving a radio signal. The radio frequency integrated circuit 305 switches the connection destination of the antenna switches 302-1 and 302-2 in accordance with the use band notification signal BNS.
デュプレクサ303−1〜303−4は、受信信号と送信信号を分離すると共に、所望の帯域以外の周波数帯域を減衰させるフィルタである。デュプレクサ303−1〜303−4は、アンテナ制御装置1が利用可能なバンドごとに対応して設けられている。
The duplexers 303-1 to 303-4 are filters that separate received signals and transmitted signals and attenuate frequency bands other than a desired band. The duplexers 303-1 to 303-4 are provided for each band that the
パワーアンプ304−1〜304−4は、送信信号を増幅するアンプである。パワーアンプ304−1〜304−4は、アンテナ制御装置1が利用可能なバンドごとに対応して設けられている。パワーアンプ304−1〜304−4はそれぞれ、カップラーを備えており、送信信号(増幅後の送信信号)の一部を分岐し、検波電圧として無線周波数集積回路305に出力する。
The power amplifiers 304-1 to 304-4 are amplifiers that amplify the transmission signal. The power amplifiers 304-1 to 304-4 are provided for each band that the
無線周波数集積回路305は、高周波の無線信号を処理する集積回路である。無線周波数集積回路305は、複数のバンドのそれぞれに属するキャリアにより変調された無線信号の生成をする回路である。例えば、無線周波数集積回路305は、LTEバンド1(B1)に含まれる周波数を持つ搬送波(キャリア)により変調された無線信号と、LTEバンド(B5)に含まれる周波数を持つ搬送波により変調された無線信号と、の生成が可能である。このように、無線周波数集積回路305は、複数のバンドでの無線信号の生成に対応する。 The radio frequency integrated circuit 305 is an integrated circuit that processes high frequency radio signals. The radio frequency integrated circuit 305 is a circuit that generates a radio signal modulated by a carrier belonging to each of a plurality of bands. For example, the radio frequency integrated circuit 305 includes a radio signal modulated by a carrier having a frequency included in the LTE band 1 (B1) and a radio signal modulated by a carrier having a frequency included in the LTE band (B5). Signal can be generated. As described above, the radio frequency integrated circuit 305 supports generation of radio signals in a plurality of bands.
無線周波数集積回路305は、信号の変復調回路、送信用及び受信用ゲイン可変アンプ、ベースバンドフィルタ、AD変換器、DA変換器、LVDS(Low Voltage Differential Signaling)、アンプ、発振器を備えるPLL(Phase Locked Loop)シンセサイザ及び線形アンプ等を含んで構成される。 The radio frequency integrated circuit 305 includes a signal modulation / demodulation circuit, a variable gain amplifier for transmission and reception, a baseband filter, an AD converter, a DA converter, an LVDS (Low Voltage Differential Signaling), an amplifier, and a PLL (phase locked). Loop) includes a synthesizer and a linear amplifier.
無線周波数集積回路305では、発振器の発振周波数を所定の分周比で分周して生成する搬送波(キャリア)と、ベースバンド信号と、から無線信号を生成する。無線周波数集積回路305が生成した無線信号は、パワーアンプ304−1〜304−4に送られ、アンテナ部70に出力される。また、無線周波数集積回路305は、デュプレクサ303−1〜303−4等を介して入力する無線信号を、線形アンプにより増幅することで、ノイズを極力抑えた信号増幅を行う。無線周波数集積回路305は、増幅後の無線信号を、デジタル信号処理部20に送信する。
The radio frequency integrated circuit 305 generates a radio signal from a carrier wave (carrier) generated by dividing the oscillation frequency of the oscillator by a predetermined frequency division ratio and a baseband signal. The radio signal generated by the radio frequency integrated circuit 305 is sent to the power amplifiers 304-1 to 304-4 and output to the
無線周波数集積回路305は、パワーアンプ304−1〜304−4が出力する検波電圧から、各バンドの無線信号(送信信号)の送信パワーを算出する。無線周波数集積回路305は、算出した送信パワーを、当該無線信号の特性値として、制御部10に出力する(送信パワーに関する情報を含む無線信号特性信号RFCSを制御部10に出力する)。あるいは、無線周波数集積回路305は、各バンドの無線信号(受信信号)の受信レベルを算出する。無線周波数集積回路305は、算出した受信レベルを、当該無線信号の特性値として、制御部10に出力する(受信レベルに関する情報を含む無線信号特性信号RFCSを制御部10に出力する)。このように、無線周波数集積回路305は、無線信号の特性値を算出する機能を備える。なお、無線周波数集積回路305が無線信号の特性値を算出する機能を備えていても、制御部10が無線信号の特性値を算出する機能を備えていてもよい。
The radio frequency integrated circuit 305 calculates the transmission power of the radio signal (transmission signal) of each band from the detection voltage output from the power amplifiers 304-1 to 304-4. The radio frequency integrated circuit 305 outputs the calculated transmission power as a characteristic value of the radio signal to the control unit 10 (outputs a radio signal characteristic signal RFCS including information on transmission power to the control unit 10). Alternatively, the radio frequency integrated circuit 305 calculates the reception level of the radio signal (reception signal) of each band. Radio frequency integrated circuit 305 outputs the calculated reception level as a characteristic value of the radio signal to control unit 10 (outputs radio signal characteristic signal RFCS including information related to the reception level to control unit 10). As described above, the radio frequency integrated circuit 305 has a function of calculating a characteristic value of a radio signal. Note that even if the radio frequency integrated circuit 305 has a function of calculating the characteristic value of the radio signal, the
図3に示す無線周波数集積回路305は、LTEバンド1(B1)、LTEバンド2(B2)、LTEバンド5(B5)及びLTEバンド17(B17)の複数のバンドに対応している。より具体的には、図3に示すRF部30は、LTEバンド1(B1)、LTEバンド2(B2)、LTEバンド5(B5)及びLTEバンド17(B17)の4つのバンドに対応している。なお、LTEバンド1(B1)は、受信(RX)周波数=2110−2170MHz、送信(TX)周波数=1920−1980MHzである。LTEバンド2(B2)は、受信(RX)周波数=1930−1990MHz、送信(TX)周波数=1850−1910MHzである。LTEバンド5(B5)は、受信(RX)周波数=869−894MHz、送信(TX)周波数=824−849MHzである。LTEバンド17(B17)は、受信(RX)周波数=734−746MHz、送信(TX)周波数=704−716MHzである。
The radio frequency integrated circuit 305 illustrated in FIG. 3 corresponds to a plurality of bands of LTE band 1 (B1), LTE band 2 (B2), LTE band 5 (B5), and LTE band 17 (B17). More specifically, the
また、図3において、複数のバンドに属するキャリアにより変調された無線信号を同時に送受信するキャリアアグリゲーション時のバンドの組み合わせは以下が考えられる。
・LTEバンド1(B1)とバンド5(B5)の組み合わせ。
・LTEバンド1(B1)とバンド17(B17)の組み合わせ。
・LTEバンド2(B2)とバンド5(B5)の組み合わせ。
・LTEバンド2(B2)とバンド17(B17)の組み合わせ。
In FIG. 3, the following combinations of bands at the time of carrier aggregation for simultaneously transmitting and receiving radio signals modulated by carriers belonging to a plurality of bands can be considered.
A combination of LTE band 1 (B1) and band 5 (B5).
A combination of LTE band 1 (B1) and band 17 (B17).
A combination of LTE band 2 (B2) and band 5 (B5).
A combination of LTE band 2 (B2) and band 17 (B17).
図4は、アンテナ部70の内部構成の一例を示すブロック図である。図4を参照すると、アンテナ部70は、アンテナチューナ701−1及び701−2と、を含んで構成されている。アンテナ制御装置1は、アンテナ部70を介してアンテナと接続されている。
FIG. 4 is a block diagram illustrating an example of the internal configuration of the
アンテナ制御装置1に接続されるアンテナには、コイル状に巻いたヘリカルアンテナや、誘電体と磁性体からなる板状逆F型アンテナを使用できる。アンテナは、RF部30が生成する無線信号を送受信する。
As the antenna connected to the
アンテナチューナ701−1及び701−2は、複数の容量(キャパシタ)を含んで構成される。アンテナチューナ701−1及び701−2は、これらのキャパシタの組み合わせを、内蔵するスイッチにより切り替えることで、複数のキャパシタの合成容量を変更する。アンテナチューナ701−1及び701−2に含まれるキャパシタの合成容量が、外部から供給されるアンテナチューニング設定信号ATSSに応じて変更されることで、アンテナの共振周波数を可変する。 The antenna tuners 701-1 and 701-2 include a plurality of capacitors (capacitors). The antenna tuners 701-1 and 701-2 change the combined capacitance of the plurality of capacitors by switching the combination of these capacitors with a built-in switch. The combined capacitance of the capacitors included in the antenna tuners 701-1 and 701-2 is changed according to the antenna tuning setting signal ATSS supplied from the outside, thereby changing the resonance frequency of the antenna.
図5は、アンテナチューナ701−1の内部構成の一例を示すブロック図である。なお、アンテナチューナ701−1及び701−2の構成は相違する点が存在しないので、アンテナチューナ701−2に関する説明は省略する。図5を参照すると、アンテナチューナ701−1は、制御回路702と、スイッチSW1〜SW5と、キャパシタC1〜C5と、から構成されている。
FIG. 5 is a block diagram illustrating an example of an internal configuration of the antenna tuner 701-1. Note that there is no difference between the configurations of the antenna tuners 701-1 and 701-2, and thus the description of the antenna tuner 701-2 is omitted. Referring to FIG. 5, the antenna tuner 701-1 includes a
制御回路702は、外部(本実施形態においては無線周波数集積回路305)から供給されるアンテナチューニング設定信号ATSSに従って、スイッチSW1〜SW5のオン・オフを制御する。スイッチSW1〜SW5のオン・オフに従い、アンテナチューナ701−1の内部に存在するキャパシタC1〜C5の合成容量が変化する。
The
次に、アンテナチューナ701−1及び701−2への設定について説明する。 Next, setting to the antenna tuners 701-1 and 701-2 will be described.
上述のように、記憶部40は、アンテナチューニングを実行する際に必要なアンテナ特性調整方針を記憶する。さらに、記憶部40は、当該アンテナ特性調整方針に加え、アンテナチューナ701−1及び701−2への設定値をテーブル情報として記憶する。
As described above, the
図6は、記憶部40が記憶するアンテナチューナ701−1及び701−2の設定値の一例を示す図である。図6では、LTEバンド1(B1)とバンド5(B5)を使用する場合の設定例を示す。例えば、LTEバンド1(B1)に限り使用する場合(即ち、キャリアアグリゲーションを行わない場合)には、アンテナチューナ701−1及び701−2には設定1が適用される。同様に、LTEバンド5(B5)に限り使用する場合は、設定2が適用される。また、LTEバンド1(B1)とバンド5(B5)のキャリアアグリゲーションを実行する場合には、アンテナチューナ701−1及び701−2には設定3〜設定5のいずれかが適用される。
FIG. 6 is a diagram illustrating an example of setting values of the antenna tuners 701-1 and 701-2 stored in the
設定3〜設定5は、アンテナチューニングを実行した結果、アンテナ特性がどのように変化するかに応じて選択される。例えば、LTEバンド1(B1)及びLTEバンド5(B5)の両方のバンドにおけるアンテナ特性をバランスよく確保しようとするならば、設定3を適用する。
一方、LTEバンド1(B1)とバンド5(B5)のキャリアアグリゲーションを実行し、且つ、LTEバンド1(B1)おけるアンテナ特性を優先する場合には、設定4を適用する。同様に、LTEバンド1(B1)とバンド5(B5)のキャリアアグリゲーションを実行し、且つ、LTEバンド5(B5)におけるアンテナ特性を優先する場合には、設定5を適用する。なお、各バンドにおけるアンテナ特性を優先するとは、特定のバンドにおけるアンテナな特性を、他のバンドにおけるアンテナ特性よりも高くすることを意味する。 On the other hand, setting 4 is applied when carrier aggregation of LTE band 1 (B1) and band 5 (B5) is executed and priority is given to antenna characteristics in LTE band 1 (B1). Similarly, setting 5 is applied when performing carrier aggregation of LTE band 1 (B1) and band 5 (B5) and giving priority to antenna characteristics in LTE band 5 (B5). Note that giving priority to antenna characteristics in each band means that antenna characteristics in a specific band are made higher than antenna characteristics in other bands.
また、設定1〜5を適用する際に、アンテナチューナ701−1及び701−2に含まれるスイッチSW1〜SW5の切り替え制御の具体例は、図6に示すとおりである。例えば、設定1を適用する際には、アンテナチューナ701−1のスイッチSW5をオンとし、アンテナチューナ701−2のスイッチSW4及びSW5をオンとする。換言するならば、アンテナチューナ701−1及び701−2に含まれるキャパシタの容量及びその組み合わせは、各設定により実現しようとするアンテナ特性を満たすように決定される。
A specific example of switching control of the switches SW1 to SW5 included in the antenna tuners 701-1 and 701-2 when applying the
さらに、図6には、各設定に対応するアンテナ特性図の一例を示している。例えば、設定1の場合におけるアンテナ特性図は、図7である。図7では、2GHz帯のアンテナ特性が最適になるようにアンテナチューニングを行った場合のアンテナ特性を示している。一方、図8では、800MHz帯のアンテナ特性が最適になるようにアンテナチューニングを行った場合のアンテナ特性を示している。 Further, FIG. 6 shows an example of an antenna characteristic diagram corresponding to each setting. For example, the antenna characteristic diagram in the case of setting 1 is FIG. FIG. 7 shows antenna characteristics when antenna tuning is performed so that the antenna characteristics in the 2 GHz band are optimized. On the other hand, FIG. 8 shows antenna characteristics when antenna tuning is performed so that the antenna characteristics in the 800 MHz band are optimized.
図7及び図8に示すように、キャリアアグリゲーションを実行しない場合には、それぞれのバンドにおいてアンテナ特性を最適化できる。一方で、図9に示すように、800MHz帯と2GHz帯の両帯域においてアンテナ特性を最適化しようとすれば、全体的に性能が劣化するか、又は、一方のアンテナ特性が劣化することが避けられない。 As shown in FIGS. 7 and 8, when carrier aggregation is not executed, antenna characteristics can be optimized in each band. On the other hand, as shown in FIG. 9, if an attempt is made to optimize the antenna characteristics in both the 800 MHz band and the 2 GHz band, the overall performance is deteriorated, or one of the antenna characteristics is avoided to deteriorate. I can't.
図7〜図11は、アンテナのVSWR(Voltage Standing Wave Ratio;電圧定在波比)特性を縦軸に表記している。VSWRは、アンテナ特性を評価する場合に用いられる特性値である。VSWRは、値が小さいほど良好なアンテナ特性を示す。VSWRは、アンテナの共振周波数において最小値「1」を示す。通常、アンテナ特性を評価する際に、VSWRの値が1.5以下であれば理想的なアンテナ特性、3以下が実用上の限界となるアンテナ特性である。なお、LTEバンド1(B1)のアンテナ特性は、図7、図10、図9の順でよい。また、LTEバンド5(B5)のアンテナ特性は、図8、図11、図9の順でよい。 7 to 11 show the VSWR (Voltage Standing Wave Ratio) characteristics of the antenna on the vertical axis. VSWR is a characteristic value used when evaluating antenna characteristics. The smaller the value of VSWR, the better the antenna characteristics. VSWR shows a minimum value “1” at the resonance frequency of the antenna. Normally, when evaluating the antenna characteristics, if the value of VSWR is 1.5 or less, the ideal antenna characteristics, and 3 or less are practical limits. The antenna characteristics of LTE band 1 (B1) may be in the order of FIG. 7, FIG. 10, and FIG. Further, the antenna characteristics of LTE band 5 (B5) may be in the order of FIG. 8, FIG. 11, and FIG.
次に、本実施形態に係るアンテナ制御装置1の動作について説明する。ここでは、LTEバンド1(B1)とバンド5(B5)のキャリアアグリゲーションが実行される前提で、アンテナ制御装置1の動作を説明する。また、アンテナチューニングを実行する際のアンテナ特性調整方針は、「消費電力を低減」とする。より具体的には、アンテナ制御装置1は、送信パワーが高いバンドのアンテナ特性を優先するアンテナチューニングを行う。
Next, the operation of the
図12は、アンテナ制御装置1の動作の一例を示すフローチャートである。
FIG. 12 is a flowchart illustrating an example of the operation of the
デジタル信号処理部20は、RF部30の無線周波数集積回路305に対して、LTEバンド1(B1)とバンド5(B5)を使用したキャリアアグリゲーションの実行を指示する(ステップS01)。より具体的には、デジタル信号処理部20は、LTEバンド1(B1)とバンド5(B5)を指定しつつ、キャリアアグリゲーションの実行を規定する使用バンド通知信号BNSを、RF部30に出力する。
The digital
その際、制御部10は、無線周波数集積回路305に対して、図6に示す設定3の適用を指示する。より具体的には、制御部10は、アンテナチューナ701−1及び701−2のそれぞれについてオンするスイッチを指定したアンテナチューニング制御信号ATCSを、無線周波数集積回路305に出力する。ここでは、制御部10は、アンテナチューナ701−1及び701−2のそれぞれに対して、スイッチSW1及びSW5をオンする指示を行う。
At that time, the
その後、制御部10からの指示を受けた無線周波数集積回路305は、アンテナチューナ701−1及び701−2に対して、指示された設定を実現するアンテナチューニング設定信号ATSSを出力する(ステップS02)。
Thereafter, the radio frequency integrated circuit 305 that has received an instruction from the
ステップS03において、無線周波数集積回路305は、LTEバンド1(B1)に属するキャリアにより変調された無線信号の送信パワーと、LTEバンド5(B5)に属するキャリアにより変調された無線信号の送信パワーと、を算出する。より具体的には、無線周波数集積回路305は、LTEバンド1(B1)に対応するパワーアンプ304−1が出力する検波電圧と、LTEバンド5(B5)に対応するパワーアンプ304−3が出力する検波電圧と、から送信パワーを算出する。無線周波数集積回路305は、算出した送信パワーに関する情報を含む無線信号特性信号RFCSを制御部10に出力する。制御部10は、LTEバンド1(B1)に属するキャリアにより変調された無線信号の送信パワーと、LTEバンド5(B5)に属するキャリアにより変調された無線信号の送信パワーと、を算出する。
In step S03, the radio frequency integrated circuit 305 transmits the radio signal transmission power modulated by the carrier belonging to the LTE band 1 (B1) and the radio signal transmission power modulated by the carrier belonging to the LTE band 5 (B5). , Is calculated. More specifically, the radio frequency integrated circuit 305 outputs the detection voltage output from the power amplifier 304-1 corresponding to the LTE band 1 (B1) and the power amplifier 304-3 corresponding to the LTE band 5 (B5). The transmission power is calculated from the detected voltage. The radio frequency integrated circuit 305 outputs a radio signal characteristic signal RFCS including information regarding the calculated transmission power to the
ステップS03におけるLTEバンド1(B1)とLTEバンド5(B5)に属するキャリアにより変調された無線信号の送信パワーの算出は、デジタル信号処理部20が無線周波数集積回路305に指示する送信パワーの指定を代替としてもよい。無線周波数集積回路305は、算出結果を制御部10に出力する。また、以降の説明において、各LTEバンドに属するキャリアにより変調された無線信号の送信パワーを、当該バンドの送信パワーと表記する。例えば、LTEバンド1(B1)に属するキャリアにより変調された無線信号の送信パワーを、LTEバンド(B1)の送信パワーと表記する。同様に、各LTEバンドに属するキャリアにより変調された無線信号の受信レベルを、当該バンドの受信レベルと表記する。例えば、LTEバンド1(B1)に属するキャリアにより変調された無線信号の受信レベルを、LTEバンド(B1)の受信レベルと表記する。
In step S03, the transmission power of the radio signal modulated by the carriers belonging to LTE band 1 (B1) and LTE band 5 (B5) is calculated by specifying the transmission power that the digital
LTEバンド1(B1)の送信パワーが、LTEバンド5(B5)の送信パワー以上の場合(ステップS03、Yes分岐)には、ステップS04に係る処理が実行される。一方、LTEバンド5(B5)の送信パワーが、LTEバンド1(B1)の送信パワーよりも高い場合(ステップS03、No分岐)には、ステップS05に係る処理が実行される。 When the transmission power of the LTE band 1 (B1) is equal to or higher than the transmission power of the LTE band 5 (B5) (step S03, Yes branch), the process according to step S04 is executed. On the other hand, when the transmission power of LTE band 5 (B5) is higher than the transmission power of LTE band 1 (B1) (step S03, No branch), the process which concerns on step S05 is performed.
ステップS04において、制御部10は、図6に示す設定4をアンテナチューナ701−1及び701−2に適用する指示を、無線周波数集積回路305に対して行う。その後、無線周波数集積回路305は、指示された設定を実現するアンテナチューニング設定信号ATSSを出力する。
In step S04, the
ステップS05において、制御部10は、図6に示す設定5をアンテナチューナ701−1及び701−2に適用する指示を、無線周波数集積回路305に対して行う。その後、無線周波数集積回路305は、指示された設定を実現するアンテナチューニング設定信号ATSSを出力する。
In step S05, the
ステップS06において、制御部10は、LTEバンド1(B1)とLTEバンド5(B5)のキャリアアグリゲーションを継続するか否かを、デジタル信号処理部20に問い合わせる。
In step S06, the
LTEバンド1(B1)とLTEバンド5(B5)のキャリアアグリゲーションを継続する場合(ステップS06、Yes分岐)には、ステップS03に戻り処理が継続する。一方、LTEバンド1(B1)とLTEバンド5(B5)のキャリアアグリゲーションを継続しない場合(ステップS06、No分岐)には、ステップS07に係る処理が実行される。 When the carrier aggregation of the LTE band 1 (B1) and the LTE band 5 (B5) is continued (step S06, Yes branch), the process returns to step S03 and continues. On the other hand, when the carrier aggregation of LTE band 1 (B1) and LTE band 5 (B5) is not continued (step S06, No branch), the process which concerns on step S07 is performed.
ステップS07において、制御部10は、LTEバンド1(B1)とバンド5(B5)のいずれのバンドを非使用とするのか、デジタル信号処理部20に問い合わせる。
In step S07, the
LTEバンド1(B1)を非使用(バンド1をオフ)とする場合(ステップS07、Yes分岐)には、制御部10は、図6に示す設定2をアンテナチューナ701−1及び701−2に適用する指示を、無線周波数集積回路305に対して行う(ステップS08)。一方、LTEバンド5(B5)を非使用(バンド5をオフ)とする場合(ステップS07、No分岐)には、制御部10は、図6に示す設定1をアンテナチューナ701−1及び701−2に適用する指示を、無線周波数集積回路305に対して行う(ステップS09)。
When the LTE band 1 (B1) is not used (
その後、デジタル信号処理部20は、無線周波数集積回路305に対して、LTEバンド1(B1)とLTEバンド5(B5)のキャリアアグリゲーションの終了を指示する(ステップS10)。
Thereafter, the digital
以上のように、本実施形態に係るアンテナ制御装置1では、キャリアアグリゲーションの実行直後は、2つのバンドにおけるアンテナ特性を偏らせることなくアンテナチューニングを行う(図6の設定3を適用する)。その後、2つのバンドにおける送信パワーを比較し、送信パワーが高いバンドを優先して、アンテナ特性の改善を図る。
As described above, in the
例えば、LTEバンド1(B1)の送信パワーが、LTEバンド5(B5)の送信パワーよりも高い場合には、設定4を適用してアンテナチューニングする。その結果、アンテナ特性は、図10に示す特性値を示すことになる。図10のアンテナ特性図は、送信パワーの高いLTEバンド1(B1)のアンテナ特性が、LTEバンド5(B5)のアンテナ特性に優先されていることを示す。 For example, when the transmission power of LTE band 1 (B1) is higher than the transmission power of LTE band 5 (B5), antenna tuning is performed by applying setting 4. As a result, the antenna characteristic shows the characteristic value shown in FIG. The antenna characteristic diagram of FIG. 10 shows that the antenna characteristic of LTE band 1 (B1) with high transmission power is prioritized over the antenna characteristic of LTE band 5 (B5).
一方、LTEバンド5(B5)の送信パワーが、LTEバンド1(B1)の送信パワーよりも高い場合には、設定5を適用してアンテナチューニングする。その結果、アンテナ特性は、図11に示す特性値を示すことになる。図11のアンテナ特性図は、送信パワーの高いLTEバンド5(B5)のアンテナ特性が、LTEバンド1(B1)のアンテナ特性に優先されていることを示す。 On the other hand, when the transmission power of LTE band 5 (B5) is higher than the transmission power of LTE band 1 (B1), antenna tuning is performed by applying setting 5. As a result, the antenna characteristic shows the characteristic value shown in FIG. The antenna characteristic diagram of FIG. 11 shows that the antenna characteristic of LTE band 5 (B5) with high transmission power is prioritized over the antenna characteristic of LTE band 1 (B1).
いずれにしても、アンテナ特性が良好となれば、無線信号を送信する際に必要な送信パワーが減少する。換言するならば、送信パワーを減少させたとしても、アンテナ特性が改善されているため、アンテナチューニングの前後で通信品質を同程度に保つことが可能になる。即ち、アンテナ特性が良好となるに伴い、アンテナの手前に配置された無線周波数集積回路305やパワーアンプ304−1〜304−4の送信パワーを低下できる。その結果、通信特性を確保しつつ、消費電力を低減するというアンテナ特性調整方針が実現できる。 In any case, if the antenna characteristics are good, the transmission power required for transmitting a radio signal is reduced. In other words, even if the transmission power is reduced, the antenna characteristics are improved, so that the communication quality can be kept at the same level before and after the antenna tuning. That is, as the antenna characteristics become better, the transmission power of the radio frequency integrated circuit 305 and the power amplifiers 304-1 to 304-4 arranged in front of the antenna can be reduced. As a result, an antenna characteristic adjustment policy of reducing power consumption while ensuring communication characteristics can be realized.
[第2の実施形態]
続いて、第2の実施形態について図面を参照して詳細に説明する。
[Second Embodiment]
Next, a second embodiment will be described in detail with reference to the drawings.
本実施形態では、キャリアアグリゲーションを実行する際のアンテナ特性調整方針は、「受信特性の向上」とする。より具体的には、アンテナ制御装置2は、受信レベルが低いバンドのアンテナ特性を優先するアンテナチューニングを行う。
In the present embodiment, the antenna characteristic adjustment policy when executing carrier aggregation is “improvement of reception characteristics”. More specifically, the
アンテナ制御装置1と2の相違点は、制御部10におけるアンテナチューニングに係る制御である。アンテナ制御装置1及び2の内部構成に相違点は存在しないため、アンテナ制御装置2に関する図2〜図5に相当する説明を両略する。
The difference between the
図13は、アンテナ制御装置2の動作の一例を示すフローチャートである。図13において図12と同一の処理には同一の符号を与え、その説明を省略する。図13と図12の相違点は、ステップS03aに係る処理である。
FIG. 13 is a flowchart illustrating an example of the operation of the
ステップS03aにおいて、無線周波数集積回路305は、LTEバンド1(B1)の受信レベルと、LTEバンド5(B5)の受信レベルと、を算出する。無線周波数集積回路305は、算出結果を制御部10に出力する。制御部10は、LTEバンド1(B1)の受信レベルと、LTEバンド5(B5)の受信レベルと、を比較する。
In step S03a, the radio frequency integrated circuit 305 calculates the reception level of the LTE band 1 (B1) and the reception level of the LTE band 5 (B5). The radio frequency integrated circuit 305 outputs the calculation result to the
LTEバンド1(B1)の受信レベルが、LTEバンド5(B5)の受信レベル以下の場合(ステップS03a、Yes分岐)には、ステップS04に係る処理が実行される。一方、LTEバンド5(B5)の受信レベルが、LTEバンド1(B1)の受信レベルよりも低い場合(ステップS03a、No分岐)には、ステップS05に係る処理が実行される。 When the reception level of the LTE band 1 (B1) is equal to or lower than the reception level of the LTE band 5 (B5) (step S03a, Yes branch), the process according to step S04 is executed. On the other hand, when the reception level of LTE band 5 (B5) is lower than the reception level of LTE band 1 (B1) (step S03a, No branch), the process according to step S05 is executed.
以上のように、本実施形態に係るアンテナ制御装置2では、受信レベルが低いバンドのアンテナ特性を優先して改善する。その結果、受信特性を向上するというアンテナ特性調整方針が実現できる。
As described above, in the
[第3の実施形態]
続いて、第3の実施形態について図面を参照して詳細に説明する。
[Third Embodiment]
Next, a third embodiment will be described in detail with reference to the drawings.
本実施形態に係るアンテナ制御装置3は、キャリアアグリゲーションを実行する際、ユーザがアンテナ制御装置3を含む通信装置を把持する手を考慮して、アンテナチューニングを行う。
The
アンテナ制御装置1と3の相違点は、制御部10におけるアンテナチューニングに係る制御である。アンテナ制御装置1及び3の内部構成に相違点は存在しないため、アンテナ制御装置3に関する図2〜図5に相当する説明を両略する。
The difference between the
第1及び第2の実施形態では、ユーザが通信装置を把持する手については考慮していない。しかし、発明者らが鋭意検討した結果、通信装置を把持する手とアンテナの位置によっては、アンテナ特性を最適化する設定が異なることが判明した。より具体的には、通信装置を把持する手とアンテナの位置関係によっては、共振周波数やVSWR特性がシフトすることが判明した(図14参照)。 In the first and second embodiments, the user's hand holding the communication device is not considered. However, as a result of intensive studies by the inventors, it has been found that the setting for optimizing the antenna characteristics differs depending on the position of the antenna and the hand holding the communication device. More specifically, it has been found that the resonance frequency and the VSWR characteristic shift depending on the positional relationship between the hand holding the communication device and the antenna (see FIG. 14).
そこで、本実施形態に係るアンテナ制御装置3では、ユーザがアンテナ制御装置3を含む通信装置を右手で把持する場合(図15(a)参照)と、左手で把持する場合(図15(b)参照)とで、異なる設定をアンテナチューナ701−1及び701−2に適用することで、アンテナ特性の改善を図る。つまり、アンテナ制御装置3(制御部10)は、アンテナ特性調整方針と、無線周波数集積回路305が算出する無線信号の特性値(送信パワー又は受信レベル)と、に加え、通信装置の筐体を把持するユーザの手の左右に応じて、アンテナチューニングを行う。
Therefore, in the
アンテナ制御装置3は、右手でアンテナ制御装置3を含む通信装置が把持される際の設定と、左手でアンテナ制御装置3を含む通信装置が把持される際の設定と、を規定するテーブル情報を記憶部40に予め記憶する。
The
図16は、記憶部40が記憶するアンテナチューナ701−1及び701−2の設定値の一例を示す図である。図16に示すテーブル情報は、LTEバンド1(B1)とバンド5(B5)のキャリアアグリゲーションに対応した設定である。図16に示す設定は、ユーザが右手又は左手で通信装置を把持することでアンテナ特性に生じた微妙なずれを補正できる設定とする。例えば、ユーザが通信装置を右手で把持することで、アンテナ特性がシフトしたとしても、当該ずれを矯正する方向にアンテナ特性をシフトする設定を記憶部40に記憶する。なお、アンテナ制御装置3を含む通信装置は、ユーザが通常どちらの手を用いて、通信装置を把持するのかを入力する設定メニューを備える。ユーザは、通信装置の使用に先立ち、通信装置を把持する手を予め入力する。アンテナ制御装置3を含む通信装置は、アンテナ制御装置3を格納する筐体と、筐体を把持するユーザの手の左右に関する情報を入力する入力部と、を備える。また、通信装置の制御部等は、入力された持ち手に関する情報を、アンテナ制御装置3の記憶部40に登録する。
FIG. 16 is a diagram illustrating an example of setting values of the antenna tuners 701-1 and 701-2 stored in the
図17は、アンテナ制御装置3の動作の一例を示すフローチャートである。図17において図12と同一の処理には同一の符号を与え、その説明を省略する。
FIG. 17 is a flowchart illustrating an example of the operation of the
図17と図12の相違点は、アンテナチューニングを行う際に、ユーザの持ち手が右手か左手かに応じて、適用する設定を変更する点である。具体的には、図17のステップS02a、ステップS04a、ステップS05a、ステップ08a及びステップS09aに係る処理が、図12に示す処理と異なる。 The difference between FIG. 17 and FIG. 12 is that, when performing antenna tuning, the setting to be applied is changed according to whether the user's handle is the right hand or the left hand. Specifically, the processes related to step S02a, step S04a, step S05a, step 08a, and step S09a in FIG. 17 are different from the process shown in FIG.
図18は、図17に示すステップS02a(持ち手判断とチューニング処理)に係るフローチャートの一例である。 FIG. 18 is an example of a flowchart relating to step S02a (holding judgment and tuning process) shown in FIG.
図18を参照すると、制御部10は、アンテナチューニングを行う際、初めに、ユーザが入力した持ち手に関する情報を確認する(ステップS101)。
Referring to FIG. 18, when performing antenna tuning, the
持ち手が右手であれば(ステップS101、Yes分岐)、制御部10は、図16に示す設定3−1を適用するアンテナチューニングの実行を無線周波数集積回路305に指示する(ステップS102)。持ち手が左手であれば(ステップS101、No分岐)、制御部10は、図16に示す設定3−2を適用するアンテナチューニングの実行を無線周波数集積回路305に指示する(ステップS103)。
If the handle is the right hand (step S101, Yes branch), the
図17に示すステップS04a、ステップS05a、ステップ08a及びステップS09aにおいても同様の処理を行う。 Similar processing is performed in step S04a, step S05a, step 08a, and step S09a shown in FIG.
具体的には、ステップS04aにおいては、右手が把持する手であれば、設定4−1を適用し、左手であれば設定4−2を適用するアンテナチューニングの実行を指示する。ステップS05aにおいては、右手が把持する手であれば、設定5−1を適用し、左手であれば設定5−2を適用するアンテナチューニングの実行を指示する。ステップS08aにおいては、右手が把持する手であれば、設定2−1を適用し、左手であれば設定2−2を適用するアンテナチューニングの実行を指示する。ステップS09aにおいては、右手が把持する手であれば、設定1−1を適用し、左手であれば設定1−2を適用するアンテナチューニングの実行を指示する。 Specifically, in step S04a, execution of antenna tuning is applied to apply setting 4-1 if the right hand is a gripping hand and apply setting 4-2 if the hand is a left hand. In step S05a, if the right hand is a gripping hand, setting 5-1 is applied, and if it is the left hand, execution of antenna tuning is applied to apply setting 5-2. In step S08a, if the right hand is a gripping hand, setting 2-1 is applied, and if it is the left hand, execution of antenna tuning applying setting 2-2 is instructed. In step S09a, if the right hand is a gripping hand, setting 1-1 is applied, and if it is the left hand, execution of antenna tuning applying setting 1-2 is instructed.
なお、本実施形態に係るアンテナ制御装置3のアンテナ特性調整方針は、第1の実施形態と同様に、消費電力の低減としたが、第2の実施形態と同様に受信特性の向上をアンテナ特性調整方針としてもよい。
Note that the antenna characteristic adjustment policy of the
以上のように、本実施形態に係るアンテナ制御装置3では、持ち手により変わるアンテナ特性も考慮しつつ、送信パワーが高いバンドのアンテナ特性を優先して改善する。その結果、通信特性を確保できると共に、アンテナ特性の向上に応じて送信パワーをより低減できる。ユーザの持ち手を考慮しなければ、アンテナ特性に微妙なずれが生じてしまうが、そのようなずれまで考慮してアンテナチューニングを行うためである。
As described above, in the
第1〜第3の実施形態に係るアンテナ制御装置1〜3は、LTE−Advancedのような無線通信に対応したチップセットとして実現することができる。
The
第1〜第3の実施形態に係るアンテナ制御装置1〜3を含む通信装置は、携帯電話やスマートフォンに限らず、他の装置とすることもできる。例えば、通信装置は、ゲーム機、タブレットPC(Personal Computer) 、ノートPC、PDA(Personal Data Assistants;携帯情報端末)、デジタルカメラ等であってもよい。また、複数のバンドに属するキャリアにより変調される無線信号の送受信方式は、LTE−Advancedに限られず、IEEE(The Institute of Electrical and Electronic Engineers)802.11ac/ad等で規定される無線LAN(Local Area Network)に係る方式であってもよい。
The communication device including the
上記の実施形態の一部又は全部は、以下の付記のようにも記載され得るが、以下には限られない。 A part or all of the above embodiments can be described as in the following supplementary notes, but is not limited thereto.
[付記1]
上述の第1の視点に係るアンテナ制御装置のとおりである。
[付記2]
前記調整方針が消費電力の低減である場合に、
前記算出部は、前記第1及び第2の無線信号の送信パワーを算出し、
前記制御部は、前記第1の無線信号の送信パワーが、前記第2の無線信号の送信パワーよりも高い場合に、前記1のバンドにおけるアンテナ特性を、前記第2のバンドにおけるアンテナ特性よりも高くなるように、前記共振周波数を制御する付記1のアンテナ制御装置。
[付記3]
前記調整方針が受信特性の向上である場合に、
前記算出部は、前記第1及び第2の無線信号の受信レベルを算出し、
前記制御部は、前記第1の無線信号の受信レベルが、前記第2の無線信号の受信レベルよりも低い場合に、前記1のバンドにおけるアンテナ特性を、前記第2のバンドにおけるアンテナ特性よりも高くするように、前記共振周波数を制御する付記1のアンテナ制御装置。
[付記4]
前記チューナは、複数の容量と、前記複数の容量同士の接続を切り替える複数のスイッチと、を備え、
前記制御部は、前記複数のスイッチを制御して前記複数の容量からなる合成容量を変更し、前記共振周波数を制御する付記1乃至3のいずれか一に記載のアンテナ制御装置。
[付記5]
上述の第2の視点に係るアンテナの制御方法のとおりである。
[付記6]
前記調整方針が消費電力の低減である場合に、
前記算出工程は、前記第1及び第2の無線信号の送信パワーを算出し、
前記共振周波数を制御する工程は、前記第1の無線信号の送信パワーが、前記第2の無線信号の送信パワーよりも高い場合に、前記1のバンドにおけるアンテナ特性を、前記第2のバンドにおけるアンテナ特性よりも高くなるように、前記共振周波数を制御する付記5のアンテナの制御方法。
[付記7]
前記調整方針が受信特性の向上である場合に、
前記算出工程は、前記第1及び第2の無線信号の受信レベルを算出し、
前記共振周波数を制御する工程は、前記第1の無線信号の受信レベルが、前記第2の無線信号の受信レベルよりも低い場合に、前記1のバンドにおけるアンテナ特性を、前記第2のバンドにおけるアンテナ特性よりも高くするように、前記共振周波数を制御する付記5のアンテナの制御方法。
[付記8]
前記共振周波数を制御する工程は、前記調整方針及び前記算出工程の算出結果に加え、前記アンテナと接続された筐体を把持するユーザの手の左右に応じて、前記第1のバンドにおけるアンテナ特性が、第2のバンドにおけるアンテナ特性よりも高くなるように、前記共振周波数を制御する付記5乃至7のいずれか一に記載のアンテナの制御方法。
[付記9]
上述の第3の視点に係るプログラムのとおりである。
[付記10]
前記調整方針が消費電力の低減である場合に、
前記算出処理は、前記第1及び第2の無線信号の送信パワーを算出し、
前記共振周波数を制御する処理は、前記第1の無線信号の送信パワーが、前記第2の無線信号の送信パワーよりも高い場合に、前記1のバンドにおけるアンテナ特性を、前記第2のバンドにおけるアンテナ特性よりも高くなるように、前記共振周波数を制御する付記9のプログラム。
[付記11]
前記調整方針が受信特性の向上である場合に、
前記算出処理は、前記第1及び第2の無線信号の受信レベルを算出し、
前記共振周波数を制御する処理は、前記第1の無線信号の受信レベルが、前記第2の無線信号の受信レベルよりも低い場合に、前記1のバンドにおけるアンテナ特性を、前記第2のバンドにおけるアンテナ特性よりも高くするように、前記共振周波数を制御する付記9のプログラム。
[付記12]
前記共振周波数を制御する処理は、前記調整方針及び前記算出処理の算出結果に加え、前記アンテナに接続された筐体を把持するユーザの手の左右に応じて、前記第1のバンドにおけるアンテナ特性が、第2のバンドにおけるアンテナ特性よりも高くなるように、前記共振周波数を制御する付記9乃至11のいずれか一に記載のプログラム。
[付記13]
上述の第4の視点に係る通信装置のとおりである。
[Appendix 1]
This is the same as the antenna control apparatus according to the first aspect described above.
[Appendix 2]
When the adjustment policy is to reduce power consumption,
The calculating unit calculates transmission powers of the first and second radio signals;
When the transmission power of the first radio signal is higher than the transmission power of the second radio signal, the control unit sets the antenna characteristic in the first band to be higher than the antenna characteristic in the second band. The antenna control device according to
[Appendix 3]
When the adjustment policy is to improve reception characteristics,
The calculation unit calculates reception levels of the first and second radio signals,
When the reception level of the first radio signal is lower than the reception level of the second radio signal, the control unit sets the antenna characteristic in the first band to be higher than the antenna characteristic in the second band. The antenna control device according to
[Appendix 4]
The tuner includes a plurality of capacitors, and a plurality of switches for switching connection between the plurality of capacitors,
The antenna control device according to any one of
[Appendix 5]
This is the same as the antenna control method according to the second aspect described above.
[Appendix 6]
When the adjustment policy is to reduce power consumption,
The calculating step calculates transmission powers of the first and second radio signals,
The step of controlling the resonance frequency includes: when the transmission power of the first radio signal is higher than the transmission power of the second radio signal, the antenna characteristic in the first band is changed in the second band. The antenna control method according to
[Appendix 7]
When the adjustment policy is to improve reception characteristics,
The calculating step calculates reception levels of the first and second radio signals;
The step of controlling the resonance frequency includes: when the reception level of the first radio signal is lower than the reception level of the second radio signal; The antenna control method according to
[Appendix 8]
The step of controlling the resonance frequency includes, in addition to the adjustment policy and the calculation result of the calculation step, the antenna characteristics in the first band according to the left and right of the user's hand holding the casing connected to the antenna. The method for controlling an antenna according to any one of
[Appendix 9]
It is as the program which concerns on the above-mentioned 3rd viewpoint.
[Appendix 10]
When the adjustment policy is to reduce power consumption,
The calculation process calculates transmission power of the first and second radio signals,
The process of controlling the resonance frequency is performed by converting the antenna characteristics in the first band in the second band when the transmission power of the first radio signal is higher than the transmission power of the second radio signal. The program according to
[Appendix 11]
When the adjustment policy is to improve reception characteristics,
The calculation processing calculates reception levels of the first and second radio signals,
When the reception level of the first radio signal is lower than the reception level of the second radio signal, the process of controlling the resonance frequency is performed by converting the antenna characteristics in the first band into the second band. The program according to
[Appendix 12]
The process for controlling the resonance frequency includes the antenna characteristics in the first band according to the left and right of the user's hand holding the casing connected to the antenna, in addition to the adjustment policy and the calculation result of the calculation process. Is a program according to any one of
[Appendix 13]
It is as the communication apparatus which concerns on the above-mentioned 4th viewpoint.
なお、引用した上記の特許文献の開示は、本書に引用をもって繰り込むものとする。本発明の全開示(請求の範囲を含む)の枠内において、さらにその基本的技術思想に基づいて、実施形態ないし実施例の変更・調整が可能である。また、本発明の請求の範囲の枠内において種々の開示要素(各請求項の各要素、各実施形態ないし実施例の各要素、各図面の各要素等を含む)の多様な組み合わせ、ないし、選択が可能である。すなわち、本発明は、請求の範囲を含む全開示、技術的思想にしたがって当業者であればなし得るであろう各種変形、修正を含むことは勿論である。特に、本書に記載した数値範囲については、当該範囲内に含まれる任意の数値ないし小範囲が、別段の記載のない場合でも具体的に記載されているものと解釈されるべきである。 The disclosure of the cited patent document is incorporated herein by reference. Within the scope of the entire disclosure (including claims) of the present invention, the embodiments and examples can be changed and adjusted based on the basic technical concept. Various disclosed elements (including each element of each claim, each element of each embodiment or example, each element of each drawing, etc.) within the scope of the claims of the present invention, Selection is possible. That is, the present invention of course includes various variations and modifications that could be made by those skilled in the art according to the entire disclosure including the claims and the technical idea. In particular, with respect to the numerical ranges described in this document, any numerical value or small range included in the range should be construed as being specifically described even if there is no specific description.
1〜3、100 アンテナ制御装置
10、104 制御部
20 デジタル信号処理部
30 RF部
40 記憶部
50 電源供給部
60 電源部
70 アンテナ部
101 無線信号生成回路
102 チューナ
103 算出部
301 ダイプレクサ
302−1、302−2 アンテナスイッチ
303−1〜303−4 デュプレクサ
304−1〜304−4 パワーアンプ
305 無線周波数集積回路
701−1、701−2 アンテナチューナ
702 制御回路
C1〜C5 キャパシタ
SW1〜SW5 スイッチ
1-3, 100
Claims (10)
前記第1及び第2の無線信号を送受信するアンテナの共振周波数を可変するチューナと、
前記第1及び第2の無線信号の特性値を算出する算出部と、
前記アンテナのアンテナ特性に関する調整方針及び前記算出部の算出結果に応じて、前記第1のバンドにおけるアンテナ特性が、第2のバンドにおけるアンテナ特性よりも高くなるように、前記共振周波数を制御する制御部と、
を備えるアンテナ制御装置。 A circuit for generating a first radio signal modulated by a carrier wave having a frequency included in the first band and a second radio signal modulated by a carrier wave having a frequency included in the second band;
A tuner that varies a resonance frequency of an antenna that transmits and receives the first and second radio signals;
A calculation unit for calculating characteristic values of the first and second radio signals;
Control for controlling the resonance frequency so that the antenna characteristic in the first band is higher than the antenna characteristic in the second band according to the adjustment policy regarding the antenna characteristic of the antenna and the calculation result of the calculation unit. And
An antenna control device comprising:
前記算出部は、前記第1及び第2の無線信号の送信パワーを算出し、
前記制御部は、前記第1の無線信号の送信パワーが、前記第2の無線信号の送信パワーよりも高い場合に、前記1のバンドにおけるアンテナ特性を、前記第2のバンドにおけるアンテナ特性よりも高くなるように、前記共振周波数を制御する請求項1のアンテナ制御装置。 When the adjustment policy is to reduce power consumption,
The calculating unit calculates transmission powers of the first and second radio signals;
When the transmission power of the first radio signal is higher than the transmission power of the second radio signal, the control unit sets the antenna characteristic in the first band to be higher than the antenna characteristic in the second band. The antenna control device according to claim 1, wherein the resonance frequency is controlled to be higher.
前記算出部は、前記第1及び第2の無線信号の受信レベルを算出し、
前記制御部は、前記第1の無線信号の受信レベルが、前記第2の無線信号の受信レベルよりも低い場合に、前記1のバンドにおけるアンテナ特性を、前記第2のバンドにおけるアンテナ特性よりも高くするように、前記共振周波数を制御する請求項1のアンテナ制御装置。 When the adjustment policy is to improve reception characteristics,
The calculation unit calculates reception levels of the first and second radio signals,
When the reception level of the first radio signal is lower than the reception level of the second radio signal, the control unit sets the antenna characteristic in the first band to be higher than the antenna characteristic in the second band. The antenna control device according to claim 1, wherein the resonance frequency is controlled to be higher.
前記制御部は、前記複数のスイッチを制御して前記複数の容量からなる合成容量を変更し、前記共振周波数を制御する請求項1乃至3のいずれか一項に記載のアンテナ制御装置。 The tuner includes a plurality of capacitors, and a plurality of switches for switching connection between the plurality of capacitors,
4. The antenna control device according to claim 1, wherein the control unit controls the plurality of switches to change a combined capacitance composed of the plurality of capacitors to control the resonance frequency. 5.
前記第1及び第2の無線信号の特性値を算出する算出工程と、
前記第1及び第2の無線信号を送受信するアンテナのアンテナ特性に関する調整方針及び前記算出工程の算出結果に応じて、前記第1のバンドにおけるアンテナ特性が、第2のバンドにおけるアンテナ特性よりも高くなるように、前記アンテナの共振周波数を制御する工程と、
を含むアンテナの制御方法。 Generating a first radio signal modulated by a carrier wave having a frequency included in the first band and a second radio signal modulated by a carrier wave having a frequency included in the second band;
A calculating step of calculating characteristic values of the first and second radio signals;
The antenna characteristic in the first band is higher than the antenna characteristic in the second band according to the adjustment policy regarding the antenna characteristic of the antenna that transmits and receives the first and second radio signals and the calculation result of the calculation step. So as to control the resonance frequency of the antenna;
An antenna control method including:
前記算出工程は、前記第1及び第2の無線信号の送信パワーを算出し、
前記共振周波数を制御する工程は、前記第1の無線信号の送信パワーが、前記第2の無線信号の送信パワーよりも高い場合に、前記1のバンドにおけるアンテナ特性を、前記第2のバンドにおけるアンテナ特性よりも高くなるように、前記共振周波数を制御する請求項5のアンテナの制御方法。 When the adjustment policy is to reduce power consumption,
The calculating step calculates transmission powers of the first and second radio signals,
The step of controlling the resonance frequency includes: when the transmission power of the first radio signal is higher than the transmission power of the second radio signal, the antenna characteristic in the first band is changed in the second band. The antenna control method according to claim 5, wherein the resonance frequency is controlled to be higher than an antenna characteristic.
前記算出工程は、前記第1及び第2の無線信号の受信レベルを算出し、
前記共振周波数を制御する工程は、前記第1の無線信号の受信レベルが、前記第2の無線信号の受信レベルよりも低い場合に、前記1のバンドにおけるアンテナ特性を、前記第2のバンドにおけるアンテナ特性よりも高くするように、前記共振周波数を制御する請求項5のアンテナの制御方法。 When the adjustment policy is to improve reception characteristics,
The calculating step calculates reception levels of the first and second radio signals;
The step of controlling the resonance frequency includes: when the reception level of the first radio signal is lower than the reception level of the second radio signal; The antenna control method according to claim 5, wherein the resonance frequency is controlled to be higher than an antenna characteristic.
前記第1及び第2の無線信号を送受信するアンテナの共振周波数を可変するチューナと、
を備えるアンテナ制御装置を制御するコンピュータに実行させるプログラムであって、
前記第1及び第2の無線信号の特性値を算出する算出処理と、
前記アンテナのアンテナ特性に関する調整方針及び前記算出処理の算出結果に応じて、前記第1のバンドにおけるアンテナ特性が、第2のバンドにおけるアンテナ特性よりも高くなるように、前記共振周波数を制御する処理と、
を実行させるプログラム。 A circuit for generating a first radio signal modulated by a carrier wave having a frequency included in the first band and a second radio signal modulated by a carrier wave having a frequency included in the second band;
A tuner that varies a resonance frequency of an antenna that transmits and receives the first and second radio signals;
A program for causing a computer to control an antenna control device comprising:
A calculation process for calculating characteristic values of the first and second radio signals;
A process of controlling the resonance frequency so that the antenna characteristic in the first band is higher than the antenna characteristic in the second band according to the adjustment policy regarding the antenna characteristic of the antenna and the calculation result of the calculation process. When,
A program that executes
前記筐体を把持するユーザの手の左右に関する情報を入力する入力部と、
を備え、
前記制御部は、前記調整方針及び前記算出部の算出結果に加え、前記筐体を把持するユーザの手の左右に応じて、前記第1のバンドにおけるアンテナ特性が、第2のバンドにおけるアンテナ特性よりも高くなるように、前記共振周波数を制御する通信装置。 A housing for storing the antenna control device according to any one of claims 1 to 4,
An input unit for inputting information on the left and right of the user's hand holding the housing;
With
In addition to the adjustment policy and the calculation result of the calculation unit, the control unit determines that the antenna characteristic in the first band is the antenna characteristic in the second band according to the right and left of the user's hand holding the casing. A communication device for controlling the resonance frequency so as to be higher.
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2017135503A (en) * | 2016-01-26 | 2017-08-03 | ソフトバンク株式会社 | Radio communication terminal and radio communication program |
KR20180058807A (en) | 2015-10-26 | 2018-06-01 | 가부시키가이샤 무라타 세이사쿠쇼 | Switch module |
JP2018113717A (en) * | 2015-04-27 | 2018-07-19 | 太陽誘電株式会社 | module |
-
2013
- 2013-03-25 JP JP2013062611A patent/JP2014187647A/en active Pending
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