JP4444344B2 - 携帯無線機 - Google Patents

Description

本発明は、携帯無線機に関し、特に、複数のアンテナとそのアンテナに接続されるダイバーシチ可能な受信機を搭載し、複数のアンテナ間の電磁界結合によるアンテナの利得劣化を改善することで、高い受信性能の確保を可能にする携帯無線機に関する。

図９（ａ）は、従来の携帯無線機の概略構成の一例を示す。この携帯無線機は、第１のアンテナ１１と、第１のアンテナ１１で受信した信号を増幅する第１の増幅器１２と、合成ダイバーシチ受信を行うための第２のアンテナ１３と、第２のアンテナ１３で受信した信号を増幅する第２の増幅器１４と、第１の増幅器１２と第２の増幅器１４との出力により合成ダイバーシチ動作可能なＤＴＶ（ディジタルテレビ）チューナモジュール１５とを有する。

ここで、第１の増幅器１２と第２の増幅器１４は、使用帯域の入力インピーダンス特性が等しくなるように設定されている。図９（ｂ）は、増幅器１７の入力インピーダンスを説明するための図である。同図に示すように、増幅器１７の入力インピーダンスは、増幅器１７の出力とグランンド間に５０Ωを接続した場合における増幅器１７の入力端子１６のインピーダンスと同値である。

図１０は、従来の携帯無線機において、ＤＴＶ使用帯域における増幅器の入力インピーダンスを表わすスミスチャートであり、図１０（ａ）は、第１の増幅器１２の入力インピーダンス特性１９を示し、図１０（ｂ）は、第２の増幅器１４の入力インピーダンス特性２０を示す。増幅器の入力インピーダンスは、一般的にＺ＝Ｒ＋ｊＸで表わされ、無線機の入力インピーダンスは約５０Ωに設定されるので、増幅器のＤＴＶ使用帯域の入力インピーダンスは、スミスチャート上では、中心（５０Ω）を囲む円内に表わされる。

図１１は、従来の携帯無線機のパッケージ化された概略構成２を示す。通常、携帯無線機では、シリコンゲルマニウムまたはガリウム砒素のトランジスタ等で構成された第１の増幅器１２と第２の増幅器１４のインピーダンスは５０Ωから大きくずれているため、市販化されている増幅器は、インピーダンス整合部２２，２５を追加してパッケージ化され５０Ω整合をとっている。

すなわち、第１の増幅器１２の入力段には第２の５０Ωインピーダンス整合部２２が接続され、第２の増幅器１４の入力段には第５の５０Ωインピーダンス整合部２５が接続されてパッケージ化される。この場合、パッケージ化された第１の増幅器１２とパッケージ化された第２の増幅器１４は使用帯域の入力インピーダンス特性が等しく設定される。

また、第１および第２のアンテナ１１，１３が引き出し式のホイップアンテナ等で折り畳み式の携帯無線機に適用される場合に、筐体の開閉に伴うインピーダンス変化を補償するために、第１および第４の５０Ωインピーダンス整合部２１，２４が設けられる。さらに、第１および第２の増幅器１２，１４とＤＴＶチューナモジュール１５との間には、第３および第６の５０Ωインピーダンス整合部２３，２６が設けられる。

図１２は、従来の携帯無線機の回路上のインピーダンスを説明するための図である。同図に示すように、従来の携帯無線機では、第１〜第６の５０Ωインピーダンス整合部２１〜２６を信号経路に設けているために、信号経路上の各点におけるＤＴＶ使用帯域のインピーダンスが略５０Ωになっている。

一方、移動体向けディジタル伝送、地上ディジタルテレビジョン放送、または無線ＬＡＮ等への応用に適した変調方式として、マルチパスフェージングおよびゴーストに強いという特徴のある直交周波数分割多重変調（ＯＦＤＭ：Ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）方式が注目されており、各アンテナに増幅器を接続してＣ／Ｎ（Ｃａｒｒｉｅｒ ｔｏ Ｎｏｉｓｅ）を検出し、それに応じた重み係数を算出し、ダイバーシチ合成することが可能なＯＦＤＭ変調信号受信装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００５−１７５８７８号公報

しかしながら、上記従来の装置にあっては、合成ダイバーシチ用のアンテナ間の電磁界結合により、アンテナ性能の劣化が生じる恐れがある。特に携帯電話やＰＨＳ等との使用帯域と比較して、低い周波数帯で動作するアプリケーション、例えばディジタルテレビ放送などにおいて影響が大きい。

本発明は、上記従来の事情に鑑みてなされたものであって、複数のアンテナ間の電磁界結合によるアンテナの利得劣化を改善することで、例えば、ディジタルテレビ等のアプリケーションを高感度に視聴できる携帯無線機を提供することを目的としている。

本発明の携帯無線機は、第１のアンテナと、第２のアンテナと、一端が前記第１のアンテナに電気的に接続された第１の低雑音増幅器と、一端が前記第２のアンテナに電気的に接続された第２の低雑音増幅器と、前記第１の低雑音増幅器の他端と前記第２の低雑音増幅器の他端とに電気的に接続された受信回路と、を備え、前記第１の低雑音増幅器の入力インピーダンスと前記第２の低雑音増幅器の入力インピーダンスとが、前記受信回路の所定の動作周波数帯域において全て異なる。

上記構成によれば、第１の低雑音増幅器の入力インピーダンスと第２の低雑音増幅器の入力インピーダンスとが、受信回路の所定の動作周波数帯域において全て異なり、スミスチャートにおいて領域が全く重複しないので、第１の低雑音増幅器の入力段における第１のアンテナのインピーダンスと第２の低雑音増幅器の入力段における第２のアンテナのインピーダンスが異なるため、第１のアンテナと第２のアンテナ間の電磁界結合が低減して、電磁界結合による利得劣化が改善される。また、第１のアンテナと第２のアンテナの利得劣化を改善することで、高感度なディジタルテレビ放送を視聴できる。

また、本発明の携帯無線機は、第１のアンテナと、一端が前記第１のアンテナに電気的に接続された第１のインピーダンス整合部と、一端が前記第１のインピーダンス整合部の他端に電気的に接続された第１の低雑音増幅器と、第２のアンテナと、一端が前記第２のアンテナに電気的に接続された複素共役整合部と、一端が前記複素共役整合部の他端に電気的に接続された第２の低雑音増幅器と、前記第１の低雑音増幅器の他端と前記第２の低雑音増幅器の他端とに電気的に接続された受信回路と、を備え、前記第１のインピーダンス整合部が、所定の特性インピーダンス近傍のインピーダンスを有する第１のアンテナと前記所定の特性インピーダンスを有する前記第１の低雑音増幅器とを、前記所定の特性インピーダンスにて整合し、前記複素共役整合部が、前記第２のアンテナと前記第２の低雑音増幅器とを前記所定の特性インピーダンスとは異なるインピーダンスにて整合し、前記第１のアンテナのインピーダンスと前記第２のアンテナのインピーダンスとが異なり、前記第１の低雑音増幅器の入力インピーダンスと前記第２の低雑音増幅器の入力インピーダンスとが異なり、前記第１のインピーダンス整合部による整合及び前記複素共役整合部による整合により、前記第１のアンテナを自由空間から見込んだインピーダンスと前記第２のアンテナを自由空間から見込んだインピーダンスとが異なる。

上記構成によれば、複素共役整合部が第２のアンテナと第２の低雑音増幅器とを所定の特性インピーダンスとは異なるインピーダンスにて整合するので、仮に第２のアンテナのインピーダンスが第２の低雑音増幅器の入力インピーダンスから大きくずれていても、損失の少ない整合回路で整合を取ることが可能になる。また、第１のアンテナと第１の低雑音増幅器とを所定の特性インピーダンスにて整合するのに対し、第２のアンテナと第２の低雑音増幅器とを所定の特性インピーダンスとは異なるインピーダンスにて整合するので、第１の低雑音増幅器の入力段の第１のアンテナのインピーダンスと、第２の低雑音増幅器の入力段の第２のアンテナと複素共役整合部を接続したインピーダンスを異ならせることが可能となり、第１および第２のアンテナ間の電磁界結合を低減することができる。したがって、高感度なディジタルテレビ放送を視聴できる。

また、本発明の携帯無線機は、一端が前記第２の低雑音増幅器の他端に電気的に接続され、かつ、他端が前記受信回路に電気的に接続された第２のインピーダンス整合部を備え、前記第２のインピーダンス整合部が、前記第２の低雑音増幅器と前記受信回路とを前記所定の特性インピーダンスにて整合する。
また、本発明の携帯無線機は、一端が前記第１のアンテナに電気的に接続され、かつ、他端が前記第１のインピーダンス整合部の一端に電気的に直列接続された第３のインピーダンス整合部を備え、前記第３のインピーダンス整合部が、前記第１のアンテナと前記第１のインピーダンス整合部とを前記所定の特性インピーダンスにて整合する。

上記構成によれば、第３のインピーダンス整合部が第１のアンテナと受信回路とを所定の特性インピーダンスにて整合するので、受信信号の損失を少なくしてより効果的に受信回路に供給することができる。

また、本発明の携帯無線機は、一端が前記第１の低雑音増幅器の他端に電気的に接続され、かつ、他端が前記受信回路に電気的に接続された第４のインピーダンス整合部を備え、前記第４のインピーダンス整合部が、前記第１の低雑音増幅器と前記受信回路とを前記所定の特性インピーダンスにて整合する。

上記構成によれば、第４のインピーダンス整合部が第１の低雑音増幅器と受信回路とを所定の特性インピーダンスにて整合するので、第１の低雑音増幅器の出力損失を少なくしてより効果的に受信回路に供給することができる。

また、本発明の携帯無線機は、前記第１のアンテナからの信号と前記第２のアンテナからの信号についてダイバーシチ処理を行うためのダイバーシチ回路を備え、前記ダイバーシチ回路が、前記受信回路に含まれ、または、前記受信回路に電気的に接続される。

上記構成によれば、第１のアンテナおよび第２のアンテナからの受信信号から効率的に高感度なディジタルテレビ放送を視聴できる。

また、本発明の携帯無線機は、前記ダイバーシチ回路は、合成ダイバーシチ処理を行うためのダイバーシチ回路である。

上記構成によれば、第１のアンテナおよび第２のアンテナからの受信信号からより効率的に高感度なディジタルテレビ放送を視聴できる。

また、本発明の携帯無線機は、前記第１のインピーダンス整合部および前記第１の低雑音増幅器は１つのモジュールで構成されている。

上記構成によれば、１つのモジュールで増幅器の入力インピーダンスを所定のインピーダンスに整合されることができ、設計およびメンテナンスが容易になる。

また、本発明の携帯無線機は、前記第１のアンテナが、当該携帯無線機の筐体の外部に突出されるホイップアンテナであり、前記第２のアンテナが、当該携帯無線機の筐体に内蔵されたアンテナ素子である。

上記構成によれば、第１のアンテナとしてのホイップアンテナについては所定インピーダンスに整合を行い、第２のアンテナとしての内蔵アンテナ素子については複素共役インピーダンスで整合を行うことで、第２のアンテナは少ない損失で第２の低雑音増幅器に接続できる。また、第１のアンテナのインピーダンスは所定インピーダンスに整合するのに対し、第２のアンテナは複素共役インピーダンスに整合させるので、第１のアンテナと第２のアンテナのインピーダンスを異ならせることが可能となり、第１および第２のアンテナ間の電磁界結合を低減することができる。この場合、アンテナ間での利得劣化を低減でき、高感度なディジタルテレビ放送を視聴できる。

また、本発明の携帯無線機は、第１の筐体内に配設された第１の回路基板と、第２の筐体内に配設された第２の回路基板とを備え、前記第１のアンテナが、前記第１の回路基板および前記第２の回路基板の少なくとも一部を含むダイポールアンテナであり、前記第２のアンテナは、当該携帯無線機の筐体に内蔵されたアンテナ素子である。

上記構成によれば、第１のアンテナとしての筐体ダイポールアンテナについては所定インピーダンスに整合を行い、第２のアンテナとしての内蔵アンテナ素子については複素共役インピーダンスで整合を行うことで、第２のアンテナは少ない損失で第２の低雑音増幅器に接続できる。また、第１のアンテナの入力インピーダンスは所定インピーダンスに整合するのに対し、第２のアンテナは複素共役インピーダンスに整合させるので、第１のアンテナと第２のアンテナのインピーダンスを異ならせることが可能となり、第１および第２のアンテナ間の電磁界結合を低減することができる。この場合、アンテナ間での利得劣化を低減でき、高感度なディジタルテレビ放送を視聴できる。

複数のアンテナ間の電磁界結合によるアンテナの利得劣化を改善することで、高感度なディジタルテレビの視聴が可能である。

本発明の実施形態にかかる携帯無線機は、合成ダイバーシチ機能を有するテレビ受信機能が搭載された携帯無線機であって、アンテナを２本搭載し、２本のアンテナとダイバーシチ可能なテレビチューナを接続する２系統の信号経路に２つの増幅器を含む。そして、上記２つの増幅器は、使用帯域の入力インピーダンス特性が異なる増幅器を使用する。

（第１の実施形態）
図１は、本発明の第１の実施形態にかかる携帯無線機の概略構成を示す。この携帯無線機は、第１のアンテナ１１と、第１のアンテナ１１で受信した信号を増幅する第１の増幅器１２と、第２のアンテナ１３と、第２のアンテナ１３で受信した信号を増幅する第２の増幅器１４と、第１の増幅器１２と第２の増幅器１４との出力により合成ダイバーシチ動作可能なＤＴＶチューナモジュール１５とを有する。ここで、第１の増幅器１２と第２の増幅器１４は、使用帯域の入力インピーダンス特性が異なるように設定される。増幅器１２、１４は、例えば低雑音増幅器（ＬＮＡ：Ｌｏｗ Ｎｏｉｓｅ Ａｍｐｌｉｆｉｅｒ）である。

ＤＴＶチューナモジュール１５は、第１のアンテナ１１および第２のアンテナ１３からの受信信号に含まれるＤＴＶで使用される周波数帯の信号を選択する同調処理や同調処理で選択された周波数帯の信号を復調する復調処理等を行う受信回路を有する。受信回路は第１のアンテナ１１用および第２のアンテナ１３用共通であってもよいし、別個に設けられてもよい。また、ＤＴＶチューナモジュールは、第１のアンテナ１１からの信号および第２のアンテナ１３からの信号について、合成ダイバーシチや選択ダイバーシチ等のダイバーシチ処理を行うことが可能である。ダイバーシチ処理は、上記受信回路上で行われても良いし、受信回路が別個に設けられている場合には、各受信回路に電気的に接続されたダイバーシチ回路上で行われても良い。

図１に示した本実施形態の携帯無線機における電気的な接続関係は以下の通りである。つまり、第１のアンテナ１１が第１の増幅器１２の一端に電気的に接続されている。また、第１の増幅器１２の他端がＤＴＶチューナモジュール１５に電気的に接続されている。また、第２のアンテナ１３が第２の増幅器１４の一端に電気的に接続されている。また、第２の増幅器１４の他端がＤＴＶチューナモジュール１５に電気的に接続されている。なお、増幅器１２、１４は、具体的にはＤＴＶチューナモジュールに含まれる受信回路に電気的に接続される。

図２は、本実施形態の携帯無線機において、ＤＴＶ使用帯域における増幅器の入力インピーダンスを表わすスミスチャートであり、図２（ａ）は、第１の増幅器１２の入力段（第１のアンテナ１１側）のインピーダンス特性（入力インピーダンス）であり、第１の増幅器１２のＤＴＶ使用帯域における入力段のインピーダンスは図中の円３１内に存在している様子を示し、図２（ｂ）は、第２の増幅器１４の入力段（第２のアンテナ１３側）のインピーダンス特性（入力インピーダンス）であり、第２の増幅器１４のＤＴＶ使用帯域における入力段のインピーダンスは図中の円３２内に存在している様子を示す。同図に示すように、本実施形態にかかる携帯無線機では、２本のアンテナ１１、１３とＤＴＶチューナモジュール１５を接続する２系統の信号経路における第１および第２の増幅器１２，１４の入力インピーダンスが、受信回路の所定の動作周波数帯域において全て異なり、スミスチャートにおいて領域が全く重複しない。なお、受信回路の所定の動作周波数帯域とは、例えばアンテナにより受信する電波に含まれるＤＴＶ信号の周波数帯、つまりＤＴＶの使用帯域である。また、第１のアンテナ１１と第１の増幅器１２を接続する際に、損失を小さくするため、第１のアンテナ１１のインピーダンスと第１の増幅器１２の入力インピーダンスとについてインピーダンス整合し、同様に、第２のアンテナ１３のインピーダンスと第２の増幅器１４の入力インピーダンスとについてもインピーダンス整合を行うことが好ましい。

図３は、本発明の実施形態にかかる携帯無線機の効果を説明するための図である。第１および第２の増幅器１２，１４は、トランジスタが基板に実装されて構成されるので、第１および第２の増幅器１２，１４と基板グランドとの間にはインピーダンスＺ１（３３），Ｚ２（３４）が生じる。この場合、ある周波数でＺ１＝Ｚ２になるときに第１および第２のアンテナ１１，１３の結合が大きくなり、Ｚ１≠Ｚ２になるときに第１および第２のアンテナ１１，１３の結合が低減する。

本実施形態の携帯無線機では、２本のアンテナ１１，１３を特性（使用帯域のインピーダンス特性）が異なる増幅器１２，１４に接続するため、ある周波数における２本のアンテナ１１，１３の終端インピーダンスＺ１（３３）、Ｚ２（３４）も異なる。終端インピーダンスが異なるため、アンテナ１１，１３間の電磁界結合が低減して、電磁界結合による利得劣化が改善される。また、アンテナ１１，１３の利得劣化を改善することで、高感度なディジタルテレビ放送を視聴できる。

このように本実施形態の携帯無線機は、第１のアンテナ１１と、第２のアンテナ１３と、第１のアンテナ１１に接続された第１の低雑音増幅器１２と、第２のアンテナ１３に接続された第２の低雑音増幅器１４と、第１の低雑音増幅器１２および第２の低雑音増幅器１４に接続された合成ダイバーシチ可能なＤＴＶチューナモジュール１５を有し、合成ダイバーシチ可能なＤＴＶチューナモジュール１５の使用周波数帯域において、第１の低雑音増幅器１２の入力インピーダンスと、第２の低雑音増幅器１４の入力インピーダンスが異なる。

したがって、使用周波数帯域における２本のアンテナ１１，１３の終端インピーダンスが異なり、アンテナ１１，１３間の電磁界結合が低減して、電磁界結合による利得劣化が改善される。また、アンテナ１１，１３の利得劣化を改善することで、高感度なディジタルテレビ放送を視聴できる。

（第２の実施形態）
図４は、本発明の第２の実施形態にかかる携帯無線機の概略構成を示す。なお、図４において、図１と同一の構成要素については、同一の符号を付し、説明を省略する。図４に示す携帯無線機は、第１のアンテナ１１と、第１の５０Ωインピーダンス整合部２１と、第２の５０Ωインピーダンス整合部２２、第１の増幅器１２と、第３の５０Ωインピーダンス整合部２３と、第２のアンテナ１３と、複素共役整合部４１と、第２の増幅器１４と、第４の５０Ωインピーダンス整合部２６と、第３の５０Ωインピーダンス整合部２３と第４の５０Ωインピーダンス整合部２６との出力により合成ダイバーシチ動作可能なＤＴＶチューナモジュール１５とを有する。なお、上記５０Ωインピーダンス整合部は、少なくともＤＴＶの１つの使用周波数でインピーダンスを略５０Ωに整合する。また、５０Ωは一例であり、これに限られないが、ＤＴＶチューナモジュールに含まれる受信回路の所定の入力インピーダンスと同値であればよい。

第２の５０Ωインピーダンス整合部２２および第１の増幅器１２は、１つのモジュールで構成されること、すなわちパッケージ化されることが可能である。第１の増幅器１２および第２の増幅器１４は、シリコンゲルマニウムやガリウム砒素で形成されたトランジスタ等で構成されており、これらの増幅器のインピーダンスは５０Ωからずれていることがある。このように、インピーダンス整合部と増幅器とを１つのモジュールとすることで、インピーダンスが５０Ωに整合された増幅器と同等になる。

なお、第１の増幅器１２と第２の増幅器１４の入力インピーダンス特性は、ＤＴＶの使用帯域において少なくとも一部が同一に設定されていても、すべてが異なるように設定されてもよい。ただし、上記パッケージ化が可能な第２の５０Ωインピーダンス整合部２２および第１の増幅器１２の入力インピーダンス特性（つまり第２の５０Ωインピーダンス整合部２２の入力インピーダンス特性）と第２の増幅器１４の入力インピーダンス特性とは、ＤＴＶの使用帯域においてすべてが異なるように設定される。

図４に示した本実施形態の携帯無線機における電気的な接続関係は以下の通りである。つまり、第１のアンテナ１１が第１の５０Ωインピーダンス整合部２１の一端に電気的に接続されている。また、第１の５０Ωインピーダンス整合部２１の他端が第２の５０Ωインピーダンス整合部２２の一端に電気的に接続されている。また、第２の５０Ωインピーダンス整合部２２の他端が第１の増幅器１２の一端に電気的に接続されている。また、第１の増幅器１２の他端が第３の５０Ωインピーダンス整合部２３の一端に電気的に接続されている。また、第３の５０Ωインピーダンス整合部２３の他端がＤＴＶチューナモジュール１５に電気的に接続されている。また、第２のアンテナ１３が複素共役整合部４１の一端に電気的に接続されている。また、複素共役整合部４１の他端が第２の増幅器１４の一端に電気的に接続されている。また、第２の増幅器１４の他端が第４の５０Ωインピーダンス整合部２６の一端に電気的に接続されている。また、第４の５０Ωインピーダンス整合部２６の他端がＤＴＶチューナモジュール１５に電気的に接続されている。

本実施形態にかかる携帯無線機は、図１１に示した従来構成２と比較して、第５の５０Ωインピーダンス整合部２５がないため、整合回路による損失が減り、第２のアンテナ１３の感度が向上する。また、図１に示した実施形態１と同様に第１および第２の増幅器１２，１４による終端インピーダンスが異なるため、電磁界結合劣化が低減する。

図５は、本実施形態の携帯無線機における回路上のインピーダンスの違いを説明するための図である。同図に示すように、本実施形態の携帯無線機では、第１の５０Ωインピーダンス整合部２１の出力端、第３の５０Ωインピーダンス整合部２３の出力端、および第４の５０Ωインピーダンス整合部２６の出力端ではインピーダンスが５０Ωとなるが、複素共役整合部４１の出力端は５０Ωにならない。

図６は、本実施形態の携帯無線機において、５０Ωインピーダンス整合部と複素共役整合部との違いを説明するためのスミスチャートを示す。図６（ａ）は、５０Ωインピーダンス整合部の動作を示すスミスチャートであり、あるインピーダンス（実線４３内）を実線４２で示した５０Ω付近にする動作を示す。一般的に、実線４２は、電圧定在波比（ＶＳＷＲ：Ｖｏｌｔａｇｅ Ｓｔａｎｄｉｎｇ Ｗａｖｅ Ｒａｔｉｏ）が２もしくは３の同心円であり、約５０Ωのインピーダンスに整合した領域を示す。

図６（ａ）では、実線４３内のインピーダンスが比較的５０Ωに近い場合は、損失の少ない整合回路で実線４２で示した５０Ω付近のインピーダンスに整合可能である。一方、実線４３内が５０Ωから大きくずれていると、損失の大きい整合回路が必要となる。

例えば、図５に示す携帯無線機では、第１のアンテナ１１のインピーダンスが実線４３であり、第１の５０Ωインピーダンス整合部２１により実線４２のインピーダンスに整合される。

また、図６（ｂ）は、複素共役整合部の動作を示すスミスチャートであり、あるインピーダンス（実線４４内）を実線４６で示したインピーダンスにする動作を示す。ここで、実線４６で示したインピーダンスは、点線４５のインピーダンスに対する複素共役のインピーダンスである。つまり、複素共役のインピーダンス同士は、スミスチャート上の抵抗軸（Ｘ＝０）を挟んで線対称の領域となる。

この場合、仮に実線４４内のインピーダンスが５０Ωから大きくずれていても、実線４６で示した点線４５のインピーダンスに対する複素共役のインピーダンスにするのであれば、損失の少ない整合回路でも、整合を取ることが可能な場合もある。

例えば、図５に示す携帯無線機では、第２の増幅器のインピーダンスが点線４５であり、第２のアンテナ１３のインピーダンスが実線４４である場合、複素共役整合部４１により実線４６のインピーダンスに整合される。これにより、整合後のインピーダンスと増幅器のインピーダンスによりリアクタンス成分は相殺された状態となる。なお、図５は説明のための図であり、実際には実線４４と実線４６との距離は図示よりも短い。なお、上記複素共役整合部４１は、少なくともＤＴＶの１つの使用周波数でインピーダンスを略複素共役インピーダンスに整合する。ここで、複素共役インピーダンスとは、２つの所定のインピーダンスが複素共役の関係となるインピーダンスを指す。

なお、本実施形態の携帯無線機は、第１の増幅器１２とＤＴＶチューナモジュール１５とを電気的に接続する配線が所定基準より短い場合などには、第３の５０Ωインピーダンス整合部２３は設けなくてもよく、省略可能である。この場合には、第１の増幅器１２の出力端子はＤＴＶチューナモジュール１５の入力端子に直結される。本実施形態の携帯無線機において第３の５０Ωインピーダンス整合部２３を省略する場合の概略構成を図７に示している。

また、本実施形態の携帯無線機において第３の５０Ωインピーダンス整合部２３を省略する場合の回路上のインピーダンスの違いを図８に示す。同図に示すように、第１の５０Ωインピーダンス整合部２１の出力端、第１の増幅器１２の出力端（ＤＴＶチューナモジュールの入力端）、および第４の５０Ωインピーダンス整合部２６の出力端ではインピーダンスが５０Ωとなるが、複素共役整合部４１の出力端は５０Ωにならない。

さらに、図５および図７において、第１の５０Ωインピーダンス整合部２１についても設けなくてもよく、省略可能である。

次に、本実施形態の携帯無線機の種類について説明する。
第１のアンテナ１１および第２アンテナ１３のインピーダンスは、ＤＴＶチューナモジュール１５に含まれる受信回路の所定の入力インピーダンス（例えば５０Ω）となるように設計される。例えば、ホイップアンテナのように、携帯無線機から外部に突出した状態で使用されるアンテナの場合には、当該アンテナの入力インピーダンスは、上記所定の入力インピーダンスと近似した状態となる。このため、ホイップアンテナが接続された受信経路（アンテナからＤＴＶチューナモジュール１５に至るまでの経路）については、インピーダンス整合部によりアンテナの直後段においてインピーダンス整合を行っても、損失の少ない整合回路を用いることができる。

また、内蔵されたアンテナ素子をアンテナとして用いる場合には、当該携帯無線機自身の筐体による損失等により、上記ホイップアンテナの場合よりも、当該アンテナの入力インピーダンスと上記所定の入力インピーダンスとが異なるものになってしまう。このため、内蔵されたアンテナ素子が接続された受信経路については、複素共役整合部によりアンテナの直後段において複素共役インピーダンスの整合を行っても、損失の少ない整合回路を用いることができる。

したがって、ホイップアンテナと内蔵アンテナ素子とをアンテナとして使用する場合には、第１のアンテナ１１としてホイップアンテナを、第２のアンテナ１３として内蔵されたアンテナ素子を使用することで、アンテナの利得劣化を効率的に改善し、高感度なディジタルテレビ視聴を行うことができる。

また、携帯無線機の筐体に配置されたダイポールアンテナである筐体ダイポールアンテナと、携帯無線機の筐体に内蔵されたアンテナ素子とを比較すると、筐体ダイポールアンテナの方がアンテナ利得を得やすい。したがって、筐体ダイポールアンテナと内蔵アンテナ素子とをアンテナとして使用する場合には、第１のアンテナ１１として筐体ダイポールアンテナを、第２のアンテナ１３として内蔵されたアンテナ素子を使用することで、アンテナの利得劣化を効率的に改善し、高感度なディジタルテレビ視聴を行うことができる。

図１３は、筐体ダイポールアンテナと内蔵アンテナ素子を有する携帯無線機の構成の一例を示す図である。図１３において、携帯無線機は、上部と下部の２つの筐体を備え、導電性部材からなる２つのヒンジ部１０２、１０３により、横方向（短手方向）と縦方向（長手方向）の２方向に開閉自在となっている。下部筐体１０４には回路基板１０６が設けられており、上部筐体１０５には回路基板１１２が設けられている。下部筐体１０４に設けられるアンテナ素子１１０は、一方の端部がヒンジ部１０３に接続され、他方の端部がヒンジ部１０２に接続されている。アンテナ素子１１０は、回路基板１０６から給電される。上部筐体１０５に設けられるアンテナ素子１１１は、ヒンジ部１０２に電気的に接続されている。アンテナ素子１１１は、上部筐体５の一部を構成する金属フレームである。また、回路基板１１２がアンテナ素子１１１として動作する場合もある。アンテナ素子１１０、１１１、ヒンジ部１０２、１０３が上側素子で、下部筐体１０４の回路基板１０６のグラウンドパターンが下側素子となるダイポールアンテナを形成しており、筐体全体をアンテナ（筐体ダイポールアンテナ）として利用する。このように、上記筐体ダイポールアンテナは、上部筐体１０５に配設された回路基板１１２および下部筐体１０４に配設された回路基板１０６の少なくとも一部を含むダイポールアンテナである。また、内蔵アンテナ素子として、例えば、下部筐体１０４内に設けられ、回路基板１０６から給電される内蔵アンテナ素子１２０が使用される。なお、内蔵アンテナ素子としては、下部筐体１０４内だけでなく、上部筐体１０５内に設けられても良い。図１３の構成は、第１の実施形態および第２の実施形態のいずれについても適用可能である。

なお、本発明は上述した実施形態に何ら限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の形態で実施し得るものである。
例えば、本実施形態では、前述したように、搭載する受信機能はディジタルテレビ放送で説明したが、本発明はディジタルテレビ放送に限定されるものではなく、複数のアンテナを用いて受信することにより実現される機能であれば適用可能である。

本発明は、複数のアンテナ間の電磁界結合によるアンテナの利得劣化を改善することで、高感度なディジタルテレビの視聴を可能にする。

本発明の第１の実施形態にかかる携帯無線機の概略構成を示す図 本発明の第１の実施形態にかかる携帯無線機においてＤＴＶ使用帯域における増幅器の入力インピーダンスを表わすスミスチャート 本発明の第１の実施形態にかかる携帯無線機の効果を説明するための図 本発明の第２の実施形態にかかる携帯無線機の概略構成を示す図 本発明の第２の実施形態にかかる携帯無線機における回路上のインピーダンスの違いを説明するための図 本発明の第２の実施形態にかかる携帯無線機において５０Ωインピーダンス整合部と複素共役整合部との違いを説明するためのスミスチャート 本発明の第３の実施形態にかかる携帯無線機の概略構成を示す図 本発明の第３の実施形態にかかる携帯無線機における回路上のインピーダンスの違いを説明するための図 従来の携帯無線機の概略構成の一例を示す図 従来の携帯無線機においてＤＴＶ使用帯域における増幅器の入力インピーダンスを表わすスミスチャート 従来の携帯無線機のパッケージ化された概略構成を示す図 従来の携帯無線機における回路上のインピーダンスを説明するための図 本発明の実施形態における筐体ダイポールアンテナと内蔵アンテナ素子を有する携帯無線機の構成の一例を示す図

符号の説明

１１ 第１のアンテナ
１２ 第１の増幅器
１３ 第２のアンテナ
１４ 第２の増幅器
１５ ＤＴＶチューナモジュール
２１ 第１の５０Ωインピーダンス整合部
２２ 第２の５０Ωインピーダンス整合部
２３ 第３の５０Ωインピーダンス整合部
２４ 第４の５０Ωインピーダンス整合部
２５ 第５の５０Ωインピーダンス整合部
２６ 第６の５０Ωインピーダンス整合部
４１ 複素共役整合部
１０２、１０３ ヒンジ部
１０４ 下部筐体
１０５ 上部筐体
１０６、１１２ 回路基板
１１０、１１１ アンテナ素子
１２０ アンテナ素子

Claims (9)

1. 第１のアンテナと、
   一端が前記第１のアンテナに電気的に接続された第１のインピーダンス整合部と、
   一端が前記第１のインピーダンス整合部の他端に電気的に接続された第１の低雑音増幅器と、
   第２のアンテナと、
   一端が前記第２のアンテナに電気的に接続された複素共役整合部と、
   一端が前記複素共役整合部の他端に電気的に接続された第２の低雑音増幅器と、
   前記第１の低雑音増幅器の他端と前記第２の低雑音増幅器の他端とに電気的に接続された受信回路と、
   を備え、
   前記第１のインピーダンス整合部は、所定の特性インピーダンス近傍のインピーダンスを有する第１のアンテナと前記所定の特性インピーダンスを有する前記第１の低雑音増幅器とを、前記所定の特性インピーダンスにて整合し、
   前記複素共役整合部は、前記第２のアンテナと前記第２の低雑音増幅器とを前記所定の特性インピーダンスとは異なるインピーダンスにて整合し、
   前記第１のアンテナのインピーダンスと前記第２のアンテナのインピーダンスとが異なり、
   前記第１の低雑音増幅器の入力インピーダンスと前記第２の低雑音増幅器の入力インピーダンスとが異なり、
   前記第１のインピーダンス整合部による整合及び前記複素共役整合部による整合により、前記第１のアンテナを自由空間から見込んだインピーダンスと前記第２のアンテナを自由空間から見込んだインピーダンスとが異なる
   携帯無線機。
2. 請求項１に記載の携帯無線機であって、更に、
   一端が前記第２の低雑音増幅器の他端に電気的に接続され、かつ、他端が前記受信回路に電気的に接続された第２のインピーダンス整合部を備え、
   前記第２のインピーダンス整合部は、前記第２の低雑音増幅器と前記受信回路とを前記所定の特性インピーダンスにて整合する
   携帯無線機。
3. 請求項１または２に記載の携帯無線機であって、更に、
   一端が前記第１のアンテナに電気的に接続され、かつ、他端が前記第１のインピーダンス整合部の一端に電気的に直列接続された第３のインピーダンス整合部を備え、
   前記第３のインピーダンス整合部は、前記第１のアンテナと前記第１のインピーダンス整合部とを前記所定の特性インピーダンスにて整合する
   携帯無線機。
4. 請求項３に記載の携帯無線機であって、更に、
   一端が前記第１の低雑音増幅器の他端に電気的に接続され、かつ、他端が前記受信回路に電気的に接続された第４のインピーダンス整合部を備え、
   前記第４のインピーダンス整合部は、前記第１の低雑音増幅器と前記受信回路とを前記所定の特性インピーダンスにて整合する
   携帯無線機。
5. 請求項１ないし４のいずれか１項に記載の携帯無線機であって、更に、
   前記第１のアンテナからの信号と前記第２のアンテナからの信号についてダイバーシチ処理を行うためのダイバーシチ回路を備え、
   前記ダイバーシチ回路は、前記受信回路に含まれ、または、前記受信回路に電気的に接続される
   携帯無線機。
6. 請求項５に記載の携帯無線機であって、
   前記ダイバーシチ回路は、合成ダイバーシチ処理を行うためのダイバーシチ回路である
   携帯無線機。
7. 請求項１ないし４のいずれか１項に記載の携帯無線機であって、
   前記第１のインピーダンス整合部および前記第１の低雑音増幅器は１つのモジュールで構成された
   携帯無線機。
8. 請求項１ないし７のいずれか１項に記載の携帯無線機であって、
   前記第１のアンテナは、当該携帯無線機の筐体の外部に突出されるホイップアンテナであり、
   前記第２のアンテナは、当該携帯無線機の筐体に内蔵されたアンテナ素子である
   携帯無線機。
9. 請求項１ないし７のいずれか１項に記載の携帯無線機であって、
   当該携帯無線機は、第１の筐体内に配設された第１の回路基板と、第２の筐体内に配設された第２の回路基板とを備え、
   前記第１のアンテナは、前記第１の回路基板および前記第２の回路基板の少なくとも一部を含むダイポールアンテナであり、
   前記第２のアンテナは、当該携帯無線機の筐体に内蔵されたアンテナ素子である
   携帯無線機。

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