JP2015041791A

JP2015041791A - 携帯端末装置

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Publication number: JP2015041791A
Application number: JP2013170363A
Authority: JP
Inventors: 佐藤　直紀; Naoki Sato; 直紀佐藤
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 2013-08-20
Filing date: 2013-08-20
Publication date: 2015-03-02

Abstract

【課題】複数の通信方式／バンドを同時に使用する場合に、バンドの組み合わせによって生じ得る受信信号の品質劣化を極力抑制する。【解決手段】携帯端末装置１００は、第１〜第３のアンテナを含む。第３のアンテナＡＮＴ３は、第１および第２のアンテナＡＮＴ１，ＡＮＴ２の各々に対するアイソレーションが、第１および第２のアンテナ間のアイソレーションに比べて良好である。制御部２１は、複数の周波数帯域を個別に通信に使用する場合には、通信に使用する周波数帯域に応じて第１および第２のアンテナの一方を使用状態にし、複数の周波数帯域のうちいずれか２個の周波数帯域を同時に通信に使用する場合には、通信に使用する２個の周波数帯域の組み合わせに応じて、第１および第２のアンテナが使用状態になる場合と、第１および第２のアンテナの一方と第３のアンテナとが使用状態になる場合とに切り替える。【選択図】図１

Description

この発明は、複数のアンテナを備えた携帯端末装置に関する。

複数のアンテナを備えた携帯通信端末では、通話中およびデータ通信中（以下、通話およびデータ通信を総称して通信と称する）の受信信号の品質劣化を極力低減するために通信に用いられるアンテナが切り替えられる場合がある。たとえば、特開２０１２−１０５１２４号公報（特許文献１）に記載された技術では、本来の無線機能用のアンテナでの電界強度が閾値より小さく、他の無線機能用のアンテナでの電界強度が閾値より大きい場合、あるいは複数のアンテナでの合計電界強度が大きい場合に、アンテナの切替えが実行される。

特開２０１２−１０５１２４号公報

近年、ＳＶ−ＬＴＥ（Simultaneous voice and LTE（登録商標））またはキャリアアグリゲーションなど、複数の通信方式または複数のバンド（周波数帯域）を同時に使用するシステムの運用が開始されている。この場合、バンドの組み合わせによっては、一方の送信波の高調波が他方の受信波の妨害波となったり、複数の送信波の相互変調波がいずれかの受信波の妨害波となったりすることがあり得る。しかしながら、前述の特許文献には、電界強度に応じて通信に用いるアンテナを切り替えることしか記載されておらず、上記の問題に十分に対応できる技術は開示されていない。

この発明の目的は、複数の通信方式／バンドを同時に使用する場合に、バンドの組み合わせによって生じ得る受信信号の品質劣化を極力抑制することが可能な携帯端末装置を提供することである。

一実施の形態の携帯端末装置は、第１〜第３のアンテナと、アンテナ切替え装置と、制御部とを含む。第３のアンテナは、第１および第２のアンテナの各々に対するアイソレーションが、第１および第２のアンテナ間のアイソレーションに比べて良好である。アンテナ切替え装置は、第１〜第３のアンテナの各々を使用状態または非使用状態に切替える。制御部は、複数の周波数帯域の各々を個別に通信に使用する場合には、通信に使用する周波数帯域に応じて第１および第２のアンテナの一方が使用状態になり、複数の周波数帯域のうちいずれか２個の周波数帯域を同時に通信に使用する場合には、通信に使用する２個の周波数帯域の組み合わせに応じて、第１および第２のアンテナが使用状態になる場合と、第１および第２のアンテナの一方と第３のアンテナとが使用状態になる場合とが切り替わるように、アンテナ切替え装置を制御する。

上記の実施の形態によれば、複数の通信方式／バンドを同時に使用する場合に、バンドの組み合わせによって生じ得る受信信号の品質劣化を極力抑制することができる。

実施の形態１による携帯端末装置１００の構成を概略的に示すブロック図である。図１のアンテナＡＮＴ１〜ＡＮＴ３の配置を示す平面図である。図１の制御部３０によるアンテナ切替え動作を示すフローチャートである。単一の通信方式で単一のバンドを使用する場合において、アンテナ切替えテーブルの一例を示す図である。ＳＶ−ＬＴＥによって２つのバンドを同時使用する場合おいて、アンテナ切替えテーブルの一例を示す図である。ＬＴＥ（登録商標）のバンド１３とＣＤＭＡ２０００（登録商標）のバンドクラス０のサブクラス１とを使用する場合に生じる妨害波について説明するための図である。キャリアアグリゲーションによって２つのバンドを同時使用する場合において、アンテナ切替えテーブルの一例を示す図である。ＬＴＥ（登録商標）のバンド４とバンド１７とを両方を使用する場合に生じる妨害波について説明するための図である。実施の形態２による携帯端末装置１０１の構成を概略的に示すブロック図である。図９の制御部３０によるアンテナ切替え動作を示すフローチャートである。実施の形態３による携帯端末装置１０２の構成を概略的に示すブロック図である。図１１の可変整合回路４１の一例を示す回路図である。図１１のメモリ３１に記憶されるアンテナ整合テーブル３３の一例を示す図である。図１１の制御部３０によるアンテナ切替え動作を示すフローチャートである。単一の通信方式で単一のバンドを使用する場合のアンテナ切替えテーブルの一例を示す図である（実施の形態４の場合）。アンテナ整合テーブルの一例を示す図である（実施の形態４の場合）。

以下、各実施の形態について図面を参照して詳しく説明する。なお、同一または相当する部分には同一の参照符号を付して、その説明を繰返さない場合がある。

＜実施の形態１＞
［携帯端末装置の全体構成］
図１は、実施の形態１による携帯端末装置１００の構成を概略的に示すブロック図である。図１を参照して、携帯端末装置１００は、トランシーバ１１，２１と、電力増幅器（ＰＡ：Power Amplifier）１２，２２と、デュプレクサ１３，２３と、アンテナ切替え装置２０と、アンテナＡＮＴ１〜ＡＮＴ３と、制御部３０と、メモリ３１とを含む。

トランシーバ１１，２１は、制御部３０から受けた送信ベースバンド信号を無線周波数帯の信号にアップコンバートする。トランシーバ１１，２１によってアップコンバートされた信号が電力増幅器１２，２２によってそれぞれ増幅されることによって送信信号Ｔｘ（１），Ｔｘ（２）が生成される。トランシーバ１１，２１は、さらに、アンテナＡＮＴ１〜ＡＮＴ３を介して受信した受信信号Ｒｘ（１），Ｒｘ（２）をそれぞれダウンコンバートすることによって受信ベースバンド信号を生成する。この明細書では、トランシーバ１１，２１を総称して信号生成部１０と称する場合がある。

デュプレクサ１３，２３は、送信信号Ｔｘと受信信号Ｒｘとで１つのアンテナを共用するために用いられる部品である。デュプレクサ１３，２３の各々には、送信信号Ｔｘを通過させ、受信信号Ｒｘを遮断するフィルタと、受信信号Ｒｘを通過させ、送信信号Ｔｘを遮断するフィルタとが設けられている。

アンテナ切替え装置２０は、制御部３０の指令に従って、デュプレクサ１３，２３のアンテナ側のノードとアンテナＡＮＴ１〜ＡＮＴ３の各給電点との間の接続を切り替えるスイッチ群である。アンテナＡＮＴ１〜ＡＮＴ３の各々は、デュプレクサ１３，２３のアンテナ側のノードのいずれかに接続されることによって使用状態になる。

制御部３０は、携帯端末装置１００全体の動作を制御する中央処理装置（ＣＰＵ：Central Processing Unit）とモデムとを含む。モデムは、基地局と通信する際に用いられる信号形式に、デジタル信号を変調することによって送信ベースバンド信号を生成する。モデムは、さらに、トランシーバで生成された受信ベースバンド信号を復調する。

ＣＰＵは、通信に使用する通信方式／バンドで動作可能なようにトランシーバ１１，２１の局所発振器の周波数などを設定する。さらに、ＣＰＵは、アンテナ切替え装置２０を制御信号によって制御することによって、通信に使用する通信方式／バンドに応じて各アンテナを使用状態または非使用状態に設定する。

携帯端末装置１００は、設定された周波数帯域（バンド）で基地局と通信を行い、基地局から当該周波数帯域内で使用するチャネルを指定される。基地局から使用するチャネルを指定された後は、ＣＰＵは、そのチャネルを利用して通信を行うようにトランシーバ１１，２１を制御する。

メモリ３１は、プログラム、送受信データ、およびアプリケーション用のデータ等を含む。後述する図４、図５および図７に示されるアンテナ切替えテーブル３２もこのメモリ３１内に記憶される。

［アンテナの配置］
図２は、図１のアンテナＡＮＴ１〜ＡＮＴ３の配置を示す平面図である。図２を参照して、各アンテナＡＮＴ１〜ＡＮＴ３は、携帯端末装置１００の筺体５０の内部または表面上に設けられる。

この実施の形態の場合、アンテナＡＮＴ１は７００および８００ＭＨｚの周波数帯で最適な特性（放射効率が高く、リターンロスが小さい特性)が得られるように設計されている。アンテナＡＮＴ２は、１７００／２１００ＭＨｚの周波数帯で最適な特性が得られるように設計されている。アンテナＡＮＴ３は、７００／８００／１７００／２１００ＭＨｚのいずれの周波数帯でも使用可能なように、すなわち、複数の共振周波数を有し及び／又は広帯域に設計されているが、このために各周波数帯での特性（放射効率およびリターンロス）はアンテナＡＮＴ１，ＡＮＴ２に比べて劣る。

一般に、アンテナ間の距離が短くなるにつれてアンテナ相互のアイソレーションが悪化する。図２の場合には、アンテナＡＮＴ１，ＡＮＴ２から離れた位置にアンテナＡＮＴ３が設けられている。このため、アンテナＡＮＴ１，ＡＮＴ２の各々に対するアンテナＡＮＴ３のアイソレーションは、アンテナＡＮＴ１，ＡＮＴ２間のアイソレーションに比べて良好である。

２つのバンドを使用して通信する場合には、使用するバンドに応じてアンテナＡＮＴ１〜ＡＮＴ３のうちのいずれか２つが選択される。ここで、２つのバンドを使用する場合には、一方のバンドの送信波の高調波が他方のバンドの受信波の妨害波となったり、双方のバンドの送信波の相互変調波が一方または両方のバンドの受信波の妨害波となったりする場合があることに注意する必要がある。したがって、アンテナ特性だけを考慮するとアンテナＡＮＴ１，ＡＮＴ２を利用したほうがよい場合でも、妨害波まで考慮した場合には、アンテナＡＮＴ１，ＡＮＴ２の一方に代えて、アンテナＡＮＴ３が使用したほうがよい場合がある。以下、アンテナ切替え動作の詳細について説明する。

［アンテナ切替え動作について］
図３は、図１の制御部３０によるアンテナ切替え動作を示すフローチャートである。図１、図３を参照して、ＣＰＵは、基地局との通信中に（ステップＳ１００でＮＯ）、通信に使用する通信規格／バンドに応じて使用するアンテナを選択する（ステップＳ１１０，Ｓ１１５）。具体的にどのアンテナを使用するかは、メモリ３１内のアンテナ切替えテーブル３２に記憶されている。ＣＰＵは、このテーブルを参照して使用するアンテナを選択し（ステップＳ１１０，Ｓ１１５）、選択結果を制御信号としてアンテナ切替え装置２０に出力する。アンテナ切替え装置２０は、ＣＰＵからの制御信号に従ってアンテナＡＮＴ１〜ＡＮＴ３とデュプレクサ１３，２３との接続を切替えることによって、各アンテナを使用状態または非使用状態に切替える（ステップＳ１２０）。

図４は、単一の通信方式で単一のバンドを使用する場合において、アンテナ切替えテーブルの一例を示す図である。単一の通信方式で単一のバンドを使用する場合には（図３のステップＳ１０５でＮＯ）、使用するバンドに最も適した特性を有するアンテナが選択される（ステップＳ１１０）。

本実施の形態の場合、図４に示すように、ＬＴＥ（登録商標）のバンド４（周波数帯１７００／２１００ＭＨｚ）ではアンテナＡＮＴ２が用いられ、バンド１３（周波数帯７００ＭＨｚ）ではアンテナＡＮＴ１が用いられ、バンド１７（周波数帯７００ＭＨｚ）ではアンテナＡＮＴ１が用いられる。ＣＤＭＡ２０００（登録商標）のバンドクラス０のサブクラス１（周波数帯８００ＭＨｚ）ではアンテナＡＮＴ１が用いられる。なお、送信信号Ｔｘをアップリンク（ＵＬ：Uplink）信号とも称し、受信信号Ｒｘをダウンリンク（ＤＬ：Downlink）信号とも称する。

図５は、ＳＶ−ＬＴＥによって２つのバンドを同時使用する場合おいて、アンテナ切替えテーブルの一例を示す図である。図５のテーブルは、ＳＶ−ＬＴＥによってデータ通信および音声通信の両方を行う場合に（図３のステップＳ１０５でＹＥＳ）、ＣＰＵによって参照される（ステップＳ１１５）。

一般に、ＬＴＥ（登録商標）（Long Term Evolution）では音声をやり取りするための回線交換の仕組みは定義されていない。このため、ＬＴＥ（登録商標）を提供する事業者が音声サービスを提供する際の１つの方法として、ＳＶ−ＬＴＥと呼ぶ方法が用いられる。ＳＶ−ＬＴＥは、ＬＴＥ（登録商標）のデータ通信とＣＤＭＡ（Code Division Multiple Access）の音声通信とを同時に提供するものである。

図５を参照して、本実施の形態の場合には、ＬＴＥ（登録商標）のバンド４とＣＤＭＡ２０００（登録商標）のバンドクラス０のサブクラス１とを使用する場合には、妨害波が生じないのでアンテナＡＮＴ１，ＡＮＴ２が利用される。ＬＴＥ（登録商標）のバンド１３とＣＤＭＡ２０００（登録商標）のバンドクラス０のサブクラス１とを使用する場合には、次図６で説明するように妨害波が生じるのでアンテナＡＮＴ１，ＡＮＴ３が利用される。

図６は、ＬＴＥ（登録商標）のバンド１３とＣＤＭＡ２０００（登録商標）のバンドクラス０のサブクラス１とを使用する場合に生じる妨害波について説明するための図である。

図６を参照して、ＣＤＭＡ２０００（登録商標）バンドクラス０のサブクラス１に含まれる送信信号Ｔｘの周波数をｆ１とし、ＬＴＥ（登録商標）のバンド１３に含まれる送信信号Ｔｘの周波数をｆ２とする。そうすると、３次相互変調歪み信号の周波数は、２×ｆ１−ｆ２、２×ｆ２−ｆ１で表される。

具体的な数値を当てはめると、バンドクラス０のサブクラス１に含まれる送信信号Ｔｘ（ｆ１＝８２４−８４９ＭＨｚ）と、バンド１３に含まれる送信信号Ｔｘ（ｆ２＝７７６−７８６ＭＨｚ）とによって、２×ｆ１−ｆ２＝８６２−９２２ＭＨｚの３次相互変調信号が生成される。この３次相互変調信号は、ＣＤＭＡ２０００（登録商標）のバンドクラス０のサブクラス１に含まれる受信信号Ｒｘ（８６９−８９４ＭＨｚ）と周波数が一致する妨害波となり得る。同様に、２×ｆ２−ｆ１＝７０３−７４８ＭＨｚの３次相互変調信号も生成される。この３次相互変調信号は、ＬＴＥ（登録商標）のバンド１３の受信信号Ｒｘ（７４６−７５６ＭＨｚ）と周波数が一致する妨害波になり得る。

上記のように、受信帯域が妨害波の影響を受け得るような通信方式またはバンドの組み合わせかどうかは、使用する送信帯域から推定できる。そこで、受信帯域が妨害を受け得るような通信方式またはバンドの組み合わせの場合には、最もアイソレーション特性が良くなるような複数のアンテナを使用するように、アンテナ切替えテーブルが作成されている。

図７は、キャリアアグリゲーションによって２つのバンドを同時使用する場合において、アンテナ切替えテーブルの一例を示す図である。図７のテーブルは、キャリアアグリゲーションによってデータ通信を行う場合に（図３のステップＳ１０５でＹＥＳ）、ＣＰＵによって参照される（ステップＳ１１５）。

一般に、キャリアアグリゲーションとは、ＬＴＥ−Ａｄｖａｎｃｅｄによって規定された通信方式で、複数のキャリアを同時に用いて通信を行うことで２０ＭＨｚを超える広帯域通信を可能とするものである。キャリアグリゲーションとマルチアンテナ送信を用いることにより、最大下り１Ｇｂｉｔ／ｓ、上り５００Ｍｂｉｔ／ｓの伝送速度が実現される。

図７を参照して、本実施の形態の場合には、バンド４，１３を同時に利用する場合には次図８で説明するように妨害波が生じないのでアンテナＡＮＴ１，ＡＮＴ２が利用される。バンド４，１７を同時に利用する場合には妨害波が生じ得るのでアンテナＡＮＴ１，ＡＮＴ３が利用される。

図８は、ＬＴＥ（登録商標）のバンド４とバンド１７とを両方を使用する場合に生じる妨害波について説明するための図である。

図８を参照して、バンド１７に含まれる送信信号Ｔｘ（７０４−７１６ＭＨｚ）の２倍高調波（２Ｈ）の周波数は１４０８−１４３２ＭＨｚとなり、３倍高調波（３Ｈ）の周波数は２１１２−２１４８ＭＨｚとなる。この３倍高調波の周波数は、バンド４の受信信号Ｒｘの周波数（２１１０−２１５５ＭＨｚ）と重なるため妨害波になり得る。そこで、バンド４，１７を組み合わせる場合には、最もアイソレーション特性が良くなるアンテナＡＮＴ１，ＡＮＴ３を使用するように、アンテナ切替えテーブルが作成されている。

［まとめと効果］
上記のとおり、実施の形態１では、２個のバンドを利用して通信するときに、送信波の高調波または送信波の相互変調波等が受信波の妨害波となるために受信感度が著しく劣化する場合の解決策が示される。具体的には、受信特性が劣化し得るバンドの組み合わせの場合には、使用する２本のアンテナ間の距離ができるだけ大きくなるような最適なアンテナの組み合わせが選択される。これにより、アンテナ間のアイソレーションをできるだけ良くして妨害波による受信信号の品質低下を低減させる。なお、アンテナを単独で使用する場合には、使用するバンドに応じて最も特性の良いアンテナが選択される。

さらに、実施の形態１の携帯端末装置では、無線回路の実装面積を従来よりも削減できるというメリットがある。具体的に、従来の無線回路では、高調波および相互変調波等の妨害波の影響を抑制するために、たとえば、図１のデュプレクサ１３，２３の各々とアンテナ切替え装置２０との間にノッチフィルタおよびローパスフィルタが設けられ、デュプレクサ１３，２３の各々と対応する電力増幅器１２，２２との間にアイソレータが設けられていた。本実施の形態の携帯端末装置の場合には、これらのローパスフィルタ、ノッチフィルタおよびアイソレータ等の部品を設ける必要がない。このため、無線回路の実装面積を従来よりも削減でき、さらに部品コストを低減することができる。

＜実施の形態２＞
図９は、実施の形態２による携帯端末装置１０１の構成を概略的に示すブロック図である。図９の携帯端末装置１０１は、デュプレクサ１３，２３の各々と対応の電力増幅器（ＰＡ）１２，２２との間に減衰器１４，２４がそれぞれ設けられている点で図１の携帯端末装置１００と異なる。その他の点は図１の携帯端末装置１００と同様であるので、同一または相当する部分には同一の参照符号を付して説明を繰り返さない場合がある。

図９を参照して、減衰器１４，２４は、制御部３０のＣＰＵの制御に従って、対応の電力増幅器１２，２２から出力された送信信号Ｔｘ（１），Ｔｘ（２）の強度を規格で許容される下限までの範囲で減衰させる。これによって、２つのバンドを同時に利用する場合において、送信波の高調波または相互変調波等が受信波の妨害波となり得る場合でも、妨害波による受信信号の品質劣化をより一層低減することができる。

図１０は、図９の制御部３０によるアンテナ切替え動作を示すフローチャートである。図１０のフローチャートは、ステップＳ１２０の後にステップＳ１２５が追加されている点で図３のフローチャートと異なる。ステップＳ１２５では、既に説明したように、減衰器１４，２４は、制御部３０のＣＰＵの制御に従って、対応の電力増幅器１２，２２から出力された送信信号Ｔｘ（１），Ｔｘ（２）の強度を規格で許容される下限までの範囲で減衰させる。

＜実施の形態３＞
［携帯端末装置の全体構成］
図１１は、実施の形態３による携帯端末装置１０２の構成を概略的に示すブロック図である。図１１を参照して、携帯端末装置１０２は、アンテナＡＮＴ３に接続されたアンテナ特性調整部４０をさらに含む点で図１の携帯端末装置１００と異なる。アンテナ特性調整部４０は、制御部３０の制御に従ってアンテナＡＮＴ３の共振周波数および整合状態を変化させるものである。

実施の形態１で説明したように、アンテナＡＮＴ３は７００／８００／１７００／２１００ＭＨｚのいずれの周波数帯でも使用可能なように設計されている。このため、周波数特性は比較的広帯域に設計されており、アンテナ特性（放射効率、リターンロス）は最適なものとは言えない。実施の形態３の携帯端末装置１０２では、アンテナ切替え装置２０によってアンテナＡＮＴ３を使用状態にするときには、通信に使用される周波数帯域（バンド）／通信規格に応じてアンテナＡＮＴ３の整合状態および共振周波数を変化させる。これによって、より良好なアンテナ特性が得られるようにする。

具体的に図１１の場合、アンテナ特性調整部４０は可変整合回路４１を含む。可変整合回路４１は、可変容量素子を含み、可変容量素子の容量値を変化させることによってアンテナＡＮＴ３のインピーダンス整合を行うとともに、アンテナＡＮＴ３の共振周波数を変化させることができる。制御部３０は、アンテナＡＮＴ３を使用状態にするとき、アンテナ特性調整部４０に制御信号を出力することによって、送受信する信号の周波数帯域（バンド）／通信規格に応じて可変整合回路４１の設定値を変更する。これによって、アンテナＡＮＴ３の共振周波数および整合状態が最適になるように調整する。

ここで、送受信する信号の周波数帯域（バンド）／通信規格と可変整合回路４１の可変容量素子の設定値との対応関係は、アンテナ整合テーブル３３として予めメモリ３１に記憶されている。制御部３０は、アンテナ整合テーブル３３を参照することによって可変整合回路４１に含まれる可変容量素子の容量値を決定する。

図１１のその他の点は図１と同様であるので、同一または相当する部分には同一の参照符号を付して説明を繰り返さない。なお、図１１において、アンテナ特性調整部４０は、アンテナＡＴＮ３の共振周波数および整合状態のいずれか一方のみ変化させるように構成されていてもよい。たとえば、アンテナＡＮＴ３の共振周波数は所望の値になっているが、リターンロスが比較的大きい場合には、制御部３０は、アンテナ特性調整部４０によってアンテナＡＴＮ３の整合状態を改善することによってリターンロスを低減させる。

［可変整合回路の構成例］
図１２は、図１１の可変整合回路４１の一例を示す回路図である。図１２を参照して、可変整合回路４１は、インダクタ素子４４，４５と、可変容量素子４６とを含む。インダクタ素子４４，４５のインダクタンス値をそれぞれＬ１（ｎＨ）、Ｌ２（ｎＨ）とし、可変容量素子４６の容量値をＣ１（ｐＦ）とする。

図１２に示す例では、インダクタ素子４４は入出力ノード４２と４３との間に接続され、インダクタ素子４５は入出力ノード４２と接地ノードＧＮＤとの間に接続され、可変容量素子４６は入出力ノード４３と接地ノードとの間に接続される。入出力ノード４２，４３の一方はアンテナＡＮＴ３に接続される。入出力ノード４２，４３の他方はアンテナ切替え装置２０に接続されることによって、アンテナＡＮＴ３を使用状態にするときにデュプレクサ１３，２３の一方と接続される。

可変容量素子４６として、たとえば、可変容量ダイオード（バリキャップまたはバラクタとも称する）を用いることができる。もしくは、スイッチによって並列に接続されるコンデンサの個数を切り替えることによって容量値を変化させるタイプの可変容量素子を用いることもできるし、ＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical System）を利用してコンデンサの電極間距離を変化させるタイプの可変容量素子を用いることもできる。

なお、図１２の構成と異なり、容量素子は一定の容量値を有し、インダクタ素子のインダクタンスが可変となるようにしてもよいし、容量素子の容量値およびインダクタ素子のインダクタンスの両方を可変としてもよい。

［アンテナ整合テーブルの例］
図１３は、図１１のメモリ３１に記憶されるアンテナ整合テーブル３３の一例を示す図である。図１３に示すように、アンテナＡＮＴ３で使用される通信規格／バンドに応じて図１２の可変容量素子４６の容量値Ｃ１（ｐＦ）の設定値が定められている。インダクタ素子４４，４５のインダクタンス値Ｌ１，Ｌ２（ｎＨ）は固定値である。

［アンテナ切替え動作の具体例］
図１４は、図１１の制御部３０によるアンテナ切替え動作を示すフローチャートである。

図１１、図１４を参照して、図１４のフローチャートは、ステップＳ１２０の後にステップＳ１３０がさらに設けられている点で図３のフローチャートと異なる。実施の形態３の場合、アンテナ切替え装置２０の接続切替え（ステップＳ１２０）によってアンテナＡＮＴ３を使用状態にするときには、制御部３０は、メモリ３１に記憶されているアンテナ整合テーブル３３に従って可変整合回路４１の設定値を変更する（ステップＳ１３０）。具体的に、制御部３０はアンテナ特性調整部４０に制御信号を出力し、この制御信号に従って可変整合回路４１の設定値が変更されることによって、アンテナＡＮＴ３の共振周波数および整合状態が調整される。

たとえば、ＳＶ−ＬＴＥによってＬＴＥ（登録商標）のバンド１３とＣＤＭＡ２０００（登録商標）のバンドクラス０のサブクラス１とを同時使用する場合には、制御部３０は、図５に示すアンテナ切替えテーブルに従って、ＣＤＭＡ２０００（登録商標）の通信用としてアンテナＡＮＴ３を選択する。さらに、制御部３０は、図１３に示すアンテナ整合テーブルに従って、可変容量素子の容量値Ｃ１をＡ３（ｐＦ）に設定する。

キャリアアグリゲーションによってＬＴＥ（登録商標）のバンド４とバンド１７とを同時使用する場合には、制御部３０は、図７に示すアンテナ切替えテーブルに従って、バンド４の通信用としてアンテナＡＮＴ３を選択する。さらに、制御部３０は、図１３に示すアンテナ整合テーブルに従って、可変容量素子の容量値Ｃ１をＡ１（ｐＦ）に設定する。

［まとめと効果］
上記のとおり、実施の形態３による携帯端末装置１０２は、実施の形態１の携帯端末装置１００の構成に加えてアンテナ特性調整部４０をさらに含む。したがって、携帯端末装置１０２は実施の形態１で説明した効果を奏するとともに、さらに、ＳＶ−ＬＴＥまたはキャリアアグリゲーションのためにアンテナＡＮＴ３を使用する場合に、アンテナＡＮＴ３の特性を向上させることができる。

＜実施の形態４＞
実施の形態４は、実施の形態３を変形させたものであり、アンテナＡＮＴ３の設計が異なる。実施の形態４では、アンテナＡＮＴ３はＬＴＥ（登録商標）のバンド１１用に設計されたものである。

図１５は、単一の通信方式で単一のバンドを使用する場合のアンテナ切替えテーブルの一例を示す図である（実施の形態４の場合）。図１５のアンテナ切替えテーブルでは、図４のアンテナ切替えテーブルに比べてＬＴＥ（登録商標）のバンド１１の場合が追加されている。バンド１１によって通信する場合には、アンテナＡＮＴ３が通信用として選択される。

一方、ＳＶ−ＬＴＥまたはキャリアアグリゲーションのためにアンテナＡＮＴ３をＬＴＥ（登録商標）のバンド１１以外の通信方式／バンドの通信用に使用する場合には、アンテナ特性調整部４０によって共振周波数をシフトさせる。これによって、通信で用いるバンドにおいてアンテナＡＮＴ３を使用可能にする。この場合、実施の形態３の場合と同様に、制御部３０は、図１１のメモリ３１に記憶されたアンテナ整合テーブル３３に従って、アンテナ特性調整部４０の可変整合回路４１の設定値を変更する。

図１６は、アンテナ整合テーブルの一例を示す図である（実施の形態４の場合）。以下、図１１、図１５、および図１６を参照して、アンテナ整合テーブルを用いた可変整合回路４１の制御例について説明する。

ＬＴＥ（登録商標）のバンド１１のみを用いて通信を行う場合には、制御部３０は、図１５に示すアンテナ切替えテーブルに従ってアンテナＡＮＴ３を選択する。さらに、制御部３０は、図１６に示すアンテナ整合テーブルに従って、可変容量素子の容量値Ｃ１をＡ０（ｐＦ）に設定する。

ＳＶ−ＬＴＥによってＬＴＥ（登録商標）のバンド１３とＣＤＭＡ２０００（登録商標）のバンドクラス０のサブクラス１とを同時使用する場合には、制御部３０は、図５に示すアンテナ切替えテーブルに従って、ＣＤＭＡ２０００（登録商標）の通信用としてアンテナＡＮＴ３を選択する。さらに、制御部３０は、図１６に示すアンテナ整合テーブルに従って、可変容量素子の容量値Ｃ１をＡ３（ｐＦ）に設定する。

キャリアアグリゲーションによってＬＴＥ（登録商標）のバンド４とバンド１７とを同時使用する場合には、制御部３０は、図７に示すアンテナ切替えテーブルに従って、バンド４の通信用としてアンテナＡＮＴ３を選択する。さらに、制御部３０は、図１６に示すアンテナ整合テーブルに従って、可変容量素子の容量値Ｃ１をＡ１（ｐＦ）に設定する。

＜変形例＞
図１、図９、および図１１では、トランシーバ、電力増幅器、およびデュプレクサの組み合わせが２セット示されているが、３セット以上設けられていてもよい。このセット数に応じてアンテナの数も増大する。アンテナ切替えテーブルによって使用アンテナを設定することにより、携帯端末装置に内蔵されているアンテナ個数によらず、アンテナを適切に選択することができる。

実施の形態３，４の携帯端末装置は、実施の形態２の携帯端末装置と組み合わせることができる。この場合、図１１において、デュプレクサ１３と電力増幅器１２との間に図９の減衰器１４が設けられ、デュプレクサ２３と電力増幅器２２との間に図９の減衰器２４が設けられる。

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものでないと考えられるべきである。この発明の範囲は上記した説明ではなくて請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

１０信号生成部、１１，２１トランシーバ、１２，２２電力増幅器（ＰＡ）、１３，２３デュプレクサ、１４，２４減衰器、２０アンテナ切替え装置、３０制御部（ＣＰＵ／モデム）、３１メモリ、３２アンテナ切替えテーブル、３３アンテナ整合テーブル、４０アンテナ特性調整部、４１可変整合回路、ＡＮＴ１〜ＡＮＴ３アンテナ。

Claims

第１および第２のアンテナと、
前記第１および第２のアンテナの各々に対するアイソレーションが、前記第１および第２のアンテナ間のアイソレーションに比べて良好な第３のアンテナと、
前記第１〜第３のアンテナの各々を使用状態または非使用状態に切替えるアンテナ切替え装置と、
複数の周波数帯域の各々を個別に通信に使用する場合には、通信に使用する周波数帯域に応じて前記第１および第２のアンテナの一方が使用状態になり、前記複数の周波数帯域のうちいずれか２個の周波数帯域を同時に通信に使用する場合には、通信に使用する２個の周波数帯域の組み合わせに応じて、前記第１および第２のアンテナが使用状態になる場合と、前記第１および第２のアンテナの一方と前記第３のアンテナとが使用状態になる場合とが切り替わるように、前記アンテナ切替え装置を制御する制御部とを備える、携帯端末装置。
前記複数の周波数帯域のうちいずれか２個の周波数帯域を同時に通信に使用する場合において、一方の周波数帯域に含まれる送信信号の高調波の周波数が他方の周波数帯域に含まれる受信信号の周波数に一致する場合には、前記制御部は、前記第１および第２のアンテナの一方と前記第３のアンテナとが使用状態になるように前記アンテナ切替え装置を制御する、請求項１に記載の携帯端末装置。
前記複数の周波数帯域のうちいずれか２個の周波数帯域を同時に通信に使用する場合において、両方の周波数帯域にそれぞれ含まれる送信信号の３次相互変調歪みの周波数が、少なくとも一方の周波数帯域に含まれる受信信号の周波数に一致する場合には、前記制御部は、前記第１および第２のアンテナの一方と前記第３のアンテナとが使用状態になるように前記アンテナ切替え装置を制御する、請求項１または２に記載の携帯端末装置。
使用状態のアンテナに供給するための送信信号を生成する信号生成部と、
前記制御部の制御に従って前記信号生成部で生成された送信信号を許容範囲内で減衰させ、減衰後の送信信号を使用状態のアンテナに供給する減衰器とをさらに備える、請求項１〜３のいずれか１項に記載の携帯端末装置。
前記第３のアンテナと接続され、前記制御部の制御に従って前記第３のアンテナの共振周波数および整合状態の少なくとも一方を変化させるアンテナ特性調整部をさらに備え、
前記制御部は、前記アンテナ切替え装置によって前記第３のアンテナを使用状態にするとき、前記第３のアンテナを用いて送受信する信号の周波数帯域に応じて前記第３のアンテナの共振周波数および整合状態の少なくとも一方を前記アンテナ特性調整部によって変化させる、請求項１〜４のいずれか１項に記載の携帯端末装置。