JP5552108B2 - チューナブル・アンテナの共振周波数を設定する方法および無線端末装置 - Google Patents

Description

本発明は、無線ネットワーク・カードがチューナブル・アンテナの共振周波数を設定する技術に関し、さらには規格の異なる無線ネットワーク・カードがチューナブル・アンテナを利用する技術に関する。

ノートブック型携帯式コンピュータ（以下、ノートＰＣという。）は、Bluetooth（登録商標）、無線ＬＡＮ、および無線ＷＡＮなどの無線通信のために多数のアンテナを搭載する。ノートＰＣは、携帯電話の通信網を利用して構築された無線ＷＡＮでデータの通信をする。北米における携帯電話用の周波数帯には、おもに３Ｇ（3rd Generation）のＰＣＳ（Personal Communications Service ）バンドとセルラー・バンドが存在する。ＰＣＳは、１９００ＭＨｚ帯を使用している。セルラー・バンドは８５０ＭＨｚ帯を使用していた。また、ヨーロッパにおける携帯電話用の周波数帯には、おもにＧＳＭ（登録商標）９００／１８００ＭＨｚ帯およびＵＭＴＳ２１００ＭＨｚ帯を使用していた。

さらに７００ＭＨｚ帯では４Ｇ（4th generation）のＬＴＥ（Long Term Evolution）という通信規格に基づく携帯通信サービスが開始されている。米国では、Ｖｅｒｉｚｏｎ Ｗｉｒｅｌｅｓｓ社が７５０ＭＨｚ帯（７４７ＭＨｚから７８７ＭＨｚ）を使用し、ＡＴ＆Ｔ社が７００ＭＨｚ帯（７０４ＭＨｚから７４６ＭＨｚ）を使用したＬＴＥのサービスを提供している。さらにヨーロッパではＶｏｄａｆｏｎｅ社が７９０ＭＨｚ帯（７９０ＭＨｚから８６２ＭＨｚ）を使用したＬＴＥのサービスを提供している。

特許文献１は、スイッチを利用して放射素子のリアクタンスを変更することにより共振周波数を変更することが可能なアンテナを開示する。共振周波数を変更するためのアクティブ素子を搭載したアンテナは一般的にチューナブル・アンテナといわれている。特許文献２は、ＢＩＯＳがＬＡＮカードのＩＤを認識してアンテナとＬＡＮカードの組み合わせの適切性を判断してアンテナとＬＡＮカードの接続をオン／オフ制御する技術を開示する。

国際公開第２０１０／１０６７０８号 特開２００３−３１８７６３号公報

アンテナは共振周波数が低いほど素子長が長くなって大型化する。特に、ＬＴＥに要求されるような低くてかつ広帯域の周波数に適応するアンテナは一層大型になる。ＬＴＥ全体の周波数帯は、低周波領域において７００ＭＨｚ帯から７９０ＭＨｚ帯まで広がっている。ノートＰＣの小型化を図るには、ＬＴＥで使用する周波数帯ごとにアンテナを設けることは困難である。ＬＴＥ全体の周波数帯は広いとしても、個々の無線通信会社が使用する周波数帯はそれほど広くはない。

そして、チューナブル・アンテナのリアクタンスを切り換えてＬＴＥ全体の周波数帯を複数の無線通信会社ごとの周波数帯でカバーするように構成すると１つの小型のアンテナで対応できる。しかし、チューナブル・アンテナを使用する上では、ノートＰＣがその場所で使用する周波数帯を認識し自動的に対応するリアクタンス素子を決定して共振周波数を設定する必要がある。

無線ＷＡＮカードには、３Ｇに対応する３Ｇ無線ＷＡＮカード（以下、３Ｇカードという。）と４Ｇに対応する４Ｇ無線ＷＡＮカード（以下、４Ｇカードという。）が存在している。米国やヨーロッパではＬＴＥおよび３Ｇの複数の周波数帯のサービスを提供している。ノートＰＣは、これから接続しようとする無線基地局がどの周波数帯を利用しているかをＢＩＯＳやデバイス・ドライバでは直接認識することができない。したがって４Ｇカードには、無線基地局からのパイロット信号をスキャンして当該無線基地局との間の通信を通じて使用する周波数帯を認識しチューナブル・アンテナの共振周波数を設定する機能を設けている。

ＬＴＥに対応したノートＰＣを米国に出荷する際には４Ｇカードを搭載する必要がある。４Ｇカードは３Ｇの周波数帯にも対応している。３Ｇカードには、４Ｇカードがサポートする３Ｇの周波数帯とは異なる通信規格で動作するものがあり、米国向けの４Ｇカードで対応できない。したがって、３Ｇしかサービスを提供していない国に出荷するノートＰＣには３Ｇカードを搭載している。しかし、３Ｇカードは周波数帯を切り換える機能を備えていないためチューナブル・アンテナを使用することができない。

この場合は、チューナブル・アンテナと非チューナブル・アンテナを用意して国ごとまたは無線通信会社ごとに無線ＷＡＮカードとの組み合わせで使い分けることも考えられる。この場合、複数の部品を保有する必要があったり、チューナブル・アンテナを利用したノートＰＣの小型化を実現できなくなったりするという問題が残る。チューナブル・アンテナを使用して世界中の３Ｇと４Ｇに対応する無線ＷＡＮカードを開発することもあり得るが、過剰機能になったりコスト増になったりするという懸念が残る。よって３Ｇカードでも４Ｇカードと同じチューナブル・アンテナを使用できるようにする必要がある。

そこで本発明の目的は、周波数設定機能を備えていない無線ネットワーク・カードがチューナブル・アンテナの共振周波数を設定できる無線端末装置を提供することにある。さらに本発明の目的は、周波数設定機能を備える無線ネットワーク・カードと周波数設定機能を備えない無線ネットワーク・カードの任意のいずれであってもチューナブル・アンテナの共振周波数を設定することが可能な無線端末装置を提供することにある。さらに本発明の目的は、小型の無線端末装置を提供することにある。さらに本発明の目的はチューナブル・アンテナの共振周波数を設定する方法および共振周波数設定回路を提供することにある。

本発明にかかる無線端末装置は、リアクタンス素子を切り換えて共振周波数を設定する同調回路を含むチューナブル・アンテナの共振周波数を設定することが可能である。無線端末装置は、第１の無線ネットワーク・カードまたは第２の無線ネットワーク・カードの任意のいずれかを装着する装着部と、同調回路を設定する論理回路と、識別回路とを有する。識別回路は、装着部に第１の無線ネットワーク・カードが装着されたときに第１の無線ネットワーク・カードの識別子を認識して論理回路に同調回路を設定するための信号を出力する。

このような構成により、第１の無線ネットワーク・カードが共振周波数の設定機能を備えていない場合でも、識別回路が第１の無線ネットワーク・カードの識別子を認識して同調回路を設定できるため、使用周波数の異なる複数の第１の無線ネットワーク・カードがチューナブル・アンテナを使用できるようになる。装着部に第２の無線ネットワーク・カードが装着されたときには無線基地局と通信した第２の無線ネットワーク・カードが装着部を通じて論理回路に同調回路を設定するための信号を出力することができる。

このような構成により、装着部に第１の無線ネットワーク・カードまたは第２無線のネットワーク・カードのいずれが装着されてもチューナブル・アンテナの共振周波数を設定することができる。したがって、無線端末装置に第１の無線ネットワーク・カードおよび第２の無線ネットワーク・カードに共通して使用できるチューナブル・アンテナを設け、出荷国または利用する無線通信会社に応じて無線ネットワーク・カードを選択して装着することができるため、部品の共通化および製造工程の簡素化を図ることができる。さらに、第１の無線ネットワーク・カードのために非チューナブル・アンテナを搭載する必要がないため、小型の無線端末装置を実現できる。

識別回路は、複数のデバイスのインターフェースを備えるチップ・セットとＢＩＯＳ＿ＲＯＭに格納されたコードで構成することができる。第１の無線ネットワーク・カードおよび第２の無線ネットワーク・カードは無線ＷＡＮに適応していてもよい。このとき第１の無線ネットワーク・カードが３Ｇの通信規格に対応し、第２の無線ネットワーク・カードが４Ｇの通信規格に対応していてもよい。

第２の無線ネットワーク・カードが第１の無線ネットワーク・カードが使用する周波数帯にも適合するようにバックワード・コンパチビリティを備えていてもよい。そして識別子は特定の通信会社に対応付けられているものとすることができる。放射素子は７００ＭＨｚ帯から９００ＭＨｚ帯の間に設けられた複数の周波数帯に適応するように構成してもよい。無線端末装置が携帯式パーソナル・コンピュータ、タブレット型コンピュータまたはスマートフォンのいずれかとしてもよい。

本発明により、周波数設定機能を備えていない無線ネットワーク・カードがチューナブル・アンテナの共振周波数を設定できる無線端末装置を提供することができた。さらに本発明により、周波数設定機能を備える無線ネットワーク・カードと周波数設定機能を備えない無線ネットワーク・カードの任意のいずれであってもチューナブル・アンテナの共振周波数を設定することが可能な無線端末装置を提供することができた。さらに本発明により、小型の無線端末装置を提供することができた。さらに本発明により、チューナブル・アンテナの共振周波数を設定する方法および共振周波数設定回路を提供することができた。

本実施の形態にかかるノートＰＣ１０の概略の構成を示す機能ブロック図である。 チューナブル・アンテナ１００の全体的な構造を示す図である。 ノートＰＣ１０に実装される周波数設定回路５０の構成を示す機能ブロック図である カード・スロット２２に４Ｇカード２３ａまたは３Ｇカード２３ｂが挿入されたときの周波数設定回路５０の動作手順を示すフローチャートである。 周波数設定回路５０のＯＲ論理素子１８１、１８３が出力する論理値の一例を示す図である。 ノートＰＣ１０を使用する国と低周波領域の周波数帯との関係を通信会社別に示した図である。

［ノートＰＣの構成］
図１は、本実施の形態にかかるノートＰＣ１０の概略の構成を示す機能ブロック図である。ＣＰＵ１１はメモリ・コントローラとＰＣＩ Ｅｘｐｒｅｓｓコントローラを内蔵しており、メイン・メモリ１３、ビデオ・カード１５およびチップ・セット１９に接続されている。ビデオ・カード１５にはＬＣＤ１７が接続されている。チップ・セット１９は、サウスブリッジとして機能するサブ・チップで、インテル社がＰＣＨ（Platform Controller Hub）と命名している。チップ・セット１９はＳＡＴＡ、ＵＳＢ、ＰＣＩ Ｅｘｐｒｅｓｓ、ＬＰＣなどのインターフェース・コントローラおよびＲＴＣ（Real Time Clock）などを内蔵している。

ＳＡＴＡコントローラにはＨＤＤ２１が接続され、ＵＳＢコントローラにはカード・スロット２２が接続され、ＰＣＩコントローラには無線ＬＡＮカード２７が接続されている。カード・スロット２２には、ノートＰＣの出荷国によって４Ｇカードまたは３Ｇカードのいずれかの無線ＷＡＮカード２３が装着される。カード・スロット２２はチューナブル・アンテナ１００に接続される。無線ＬＡＮカード２７には、非チューナブル・アンテナ２９が接続される。

ＬＰＣコントローラには、ＢＩＯＳ＿ＲＯＭ３１が接続される。ＢＩＯＳ＿ＲＯＭ３１は不揮発性で記憶内容の電気的な書き替えが可能なメモリであり、入出力デバイスを制御するためのデバイス・ドライバ、ＡＣＰＩ（Advanced Configuration and Power Interface）の規格に適合し電源およびシステム筐体内の温度などを管理したりハードウェアにアクセスしたりするシステムＢＩＯＳ、ベクタ・テーブル、コンピュータ１０の起動時にハードウェアの試験や初期化を行うＰＯＳＴ（Power-On Self Test）コード、およびパスワード認証を行うための認証コードなどを格納する。ＢＩＯＳ＿ＲＯＭ３１は、３Ｇカードの識別子に基づいてチューナブル・アンテナ１００の共振周波数を設定するための切換コードも含んでいる。

［チューナブル・アンテナ］
図２（Ａ）は、チューナブル・アンテナ（以下、アンテナという。）１００の全体的な構造を示す斜視図である。アンテナ１００は誘電体基板１０１の主体面１０３に形成したアンテナ・パターンと、主体面１０３上のアンテナ・パターンにそれぞれ半田で接続される水平延長部パターン１０９ｃとグランド・プレーン１１５の３つの部材で構成している。水平延長部パターン１０９ｃが存在する平面は主体面１０３と９０度で交差する。

誘電体基板１０１の形状は、アンテナ・パターンを形成する領域を提供する主体面１０３と、４つの側面１０５を有する薄板状の直方体となっている。主体面１０３には、励振素子１０７、無給電型の放射素子１０９、給電型の放射素子１１１、およびグランド素子１１３のパターンが形成されている。励振素子１０７には、電圧側の給電部１２１ａが定義され、グランド素子１１３にはグランド側の給電部１２１ｂが定義されている。給電部１２１ａ、１２１ｂには、無線ＷＡＮカード２３から高周波信号が供給される。

励振素子１０７は、放射素子１０９に静電結合および電磁結合で電磁波エネルギーを供給する。放射素子１０９は、垂直部パターン１０９ａ、水平部パターン１０９ｂおよび水平部延長パターン１０９ｃで構成されている。放射素子１０９はグランド素子１１３との間に接続するリアクタンスを変更する同調回路１５１を備え、低周波領域の無線ＷＡＮ（４Ｇまたは３Ｇ）で使用する７００ＭＨｚ帯、７５０ＭＨｚ帯、７９０／８５０ＭＨｚ帯および９００ＭＨｚ帯の４つの周波数帯で共振するように構成されている。放射素子１１１は、ＧＰＳ（Global Positioning System）で使用する１５００ＭＨｚ帯（１５７４ＭＨｚ〜１５７６ＭＨｚ）と高周波領域の無線ＷＡＮで使用する１５００ＭＨｚ帯以上の２つの周波数帯で共振する。

図２（Ｂ）は同調回路１５１とコンデンサ１５５ａ〜１５５ｄの関係を説明する図である。同調回路１５１にはパターンとの間に複数のコンデンサが接続される。コンデンサ１５３は、一端が垂直部パターン１０９ａに接続され他端が同調回路１５１に接続されている。コンデンサ１５５ａ〜１５５ｄは、それぞれ一端が同調回路１５１に接続され他端がグランド素子１１３に接続されている。同調回路１５１は、コンデンサ１５３と４つのコンデンサ１５５ａ〜１５５ｄの中から選択したいずれかのコンデンサを接続するマルチプレクサ（デコーダと切換スイッチ）で構成された半導体チップである。

コンデンサ１５３は、放射素子１０９に流れる直流成分を遮断する目的で挿入している。コンデンサ１５５ａ〜１５５ｄは、放射素子１０９の容量性のリアクタンスを調整して放射素子１０９の共振周波数をシフトさせる。制御端子１６１ａ、１６１ｂには、コンデンサ１５５ａ〜１５５ｄの何れかを選択する４つの論理値が入力される。電源端子１６１ｃ、１６１ｄは同調回路１５１を動作させるための電源を供給するために無線ＷＡＮカード２３に接続される。端子１６１ａ〜１６１ｄは、図示しない主体面１０３上のパターンおよびビアで接続された裏面のパターンにより同調回路１５１およびグランド素子１１３に接続される。

同調回路１５１は、無線ＷＡＮカード２３またはチップ・セット１９がＯＲ論理素子１８１、１８３（図３）を経由して制御端子１６１ａ、１６１ｂに出力した制御信号に基づいて、コンデンサ１５５ａ〜１５５ｄから選択したいずれかのコンデンサとコンデンサ１５３を接続する。その結果、垂直部パターン１０９ａとグランド素子１１３との間はコンデンサ１５３とコンデンサ１５５ａ〜１５５ｄのいずれかのコンデンサとの直列回路で接続されることになる。コンデンサ１５５ａ〜１５５ｄは、容量が大きくなるほど放射素子１０９の共振周波数を低い方にシフトさせる。たとえばコンデンサ１５５ａは７００ＭＨｚ帯に対応し、コンデンサ１５５ｂは７５０ＭＨｚ帯に対応し、コンデンサ１５５ｃは７９０／８５０ＭＨｚ帯に対応し、コンデンサ１５５ｄは９００ＭＨｚ帯にそれぞれ対応する。

［共振周波数設定回路］
つぎに図３の機能ブロック図を参照して、ノートＰＣ１０に実装される共振周波数設定回路５０の構成を説明する。共振周波数設定回路５０は、カード・スロット２２、４Ｇカード２３ａ、３Ｇカード２３ｂ、チップ・セット１９、ＯＲ論理素子１８１、１８３、および切換コードで構成される。カード・スロット２２には、４Ｇカード２３ａまたは３Ｇカード２３ｂのいずれかが装着される。カード・スロット２２は、高周波給電ケーブルが接続される高周波端子ＲＦ、同調回路１５１に電力を供給する電源端子ＰＷＲ、および同調回路を設定する制御端子Ｃｎｔ１、Ｃｎｔ２を備えている。高周波端子ＲＦは、励振素子１０７の給電部１２１ａに接続される。制御端子Ｃｎｔ１はＯＲ論理素子１８１の一方の入力端子に接続され、制御端子Ｃｎｔ２はＯＲ論理素子１８３の一方の入力端子に接続される。

電源端子ＰＷＲは、アンテナ１００の電源端子１６１ｃ、１６１ｄに接続される。チップ・セット１９のＧＰＩＯ１端子はＯＲ論理素子１８１の他方の入力端子に接続され、ＧＰＩＯ２端子はＯＲ論理素子１８３の他方の入力端子に接続される。ＯＲ論理素子１８１の出力端子Ｓｅｌ１、ＯＲ論理素子１８３の出力端子Ｓｅｌ２は、それぞれ同調回路１５１の制御端子１６１ａ、１６１ｂに接続される。

アンテナ１００は、コンデンサ１５５ａ〜１５５ｄのいずれかが接続されても、またはいずれも接続されなくても１５００ＭＨｚ帯以上の共振周波数は変化しないため、４Ｇカード２３ａおよび３Ｇカード２３ｂは同調回路１５１の設定の有無にかかわらずこれらの周波数帯を使用することができる。共振周波数設定回路５０は、４Ｇカード２３ａまたは３Ｇカード２３ｂが低周波領域の周波数帯を利用するときに同調回路１５１を設定して、７００ＭＨｚ帯、７５０ＭＨｚ帯、７９０／８５０ＭＨｚ帯または９００ＭＨｚ帯の４つの周波数帯のいずれかに共振周波数を切り換える必要がある。

４Ｇカード２３ａは、低周波領域の７００ＭＨｚ帯〜９００ＭＨｚ帯の４つの周波数帯、高周波領域の１５００ＭＨｚ帯以上の高周波信号をＲＦ端子から出力する。４Ｇカード２３ａには、無線通信会社が使用するＳＩＭカードが装着される。４Ｇカード２３ａは、ＳＩＭカードに対応する周波数帯を順番にスキャンする機能を備えている。

４Ｇカード２３ａはスキャンした周波数のパイロット信号を発信する無線基地局を検出して通信が可能になったときに、カード・スロット２２の制御端子Ｃｎｔ１、２から当該周波数に対応する論理値を出力する。３Ｇカード２３ｂは、低周波領域の８５０ＭＨｚ帯もしくは９００ＭＨｚ帯および高周波領域の１８００ＭＨｚ帯以上の高周波信号をＲＦ端子から出力する。

３Ｇカード２３ｂが出力する低周波領域の周波数帯は無線通信会社により異なる。３Ｇカード２３ｂはいずれの無線通信会社であっても使用する周波数帯が決まっており、無線基地局のパイロット信号をスキャンしてカード・スロット２２の制御端子Ｃｎｔ１、２から論理値を出力する機能を備えていない。共振周波数設定回路５０は、カード・スロット２２に使用する周波数帯が異なる複数の３Ｇカード２３ｂを装着した場合でも同調回路１５１を設定する必要がある。

本実施の形態では、米国およびヨーロッパで４Ｇカード２３ａが使用する周波数帯には、３Ｇの周波数帯が含まれる。すなわち、４Ｇカード２３ａは３Ｇカード２３ｂに対してバックワード・コンパチビリティを備えている。ただし、３Ｇカード２３ｂと４Ｇカード２３ａは通信規格が異なるため、４Ｇカード２３ａは３Ｇカード２３ｂを代用することはできない。４Ｇカード２３ａおよび３Ｇカード２３ｂは、いずれもＵＳＢインターフェースに対応しており、それぞれの不揮発性メモリにＵＳＢ規格の識別子が記憶されている。ＢＩＯＳ＿ＲＯＭ３１に格納された切換コードは起動ルーチンにおいてＣＰＵ１１で実行されたときに当該識別子を認識することができる。
［動作手順］

つづいて、カード・スロット２２に４Ｇカード２３ａまたは３Ｇカード２３ｂが挿入されたときの動作手順を図４のフローチャートに基づいて説明する。最初にブロック２０１で４Ｇカード２３ａが装着されたものとする。ブロック２０３でノートＰＣ１０に電源が投入されると最初にＢＩＯＳ＿ＲＯＭ３１に格納されたＰＯＳＴが実行され、ノートＰＣ１０に実装されているデバイスの認識、検査、および設定が行われさらに切換コードが実行される。切換コードは、カード・スロット２２に装着される可能性がある３Ｇカードの識別子を認識することができる。

ブロック２０５で切換コードは、カード・スロット２２に装着されている４Ｇカード２３の識別子を認識したとき、または登録された３Ｇカードの識別子以外の識別子を認識したときはブロック２０７に移行する。切換コードは、カード・スロット２２に４Ｇカード２３ａが装着されたと認識したときにチップ・セット１９のＧＰＩＯ１、２端子を論理値０に維持する。ブロック２０７では、ＰＯＳＴおよびＯＳの起動が終了してノートＰＣ１０がパワー・オン状態に移行し、４Ｇカード２３ａが動作を開始する。

ブロック２０９で４Ｇカード２３ａは、移動中に無線基地局のパイロット信号をスキャンして使用可能な周波数を検出し、低周波領域の周波数帯を使用するために同調回路の設定が必要か否かを判断する。設定が必要なときはブロック２１１で認識した共振周波数に対応する２値の論理値（０、１）をカード・スロット２２の制御端子Ｃｎｔ１、Ｃｎｔ２から出力する。

したがってＧＰＩＯ１、２端子は論理値［００］に維持されているため、カード・スロット２２の制御端子Ｃｎｔ１、２が出力する論理値で決まる４個の論理値（００、０１、１０、１１）のいずれかが、ＯＲ論理素子１８１、１８３の出力端子Ｓｅｌ１、２を通じて同調回路１５１の制御端子１６１ａ、１６１ｂに入力される。同調回路１５１のマルチプレクサは、この論理値を解釈してスイッチを切り換え、コンデンサ１５３とコンデンサ１５５ａ〜１５５ｄのいずれかを接続する。なお、４Ｇカード２３ａは、低周波領域の周波数帯を使用する無線基地局を検出できないときは、高周波領域の周波数帯もスキャンするが、アンテナ１００は同調回路１５１がいずれに設定されていてもほぼ同一の周波数帯で共振する。

つぎにブロック２０１で３Ｇカード２３ｂが装着されたときの動作を説明する。ブロック２０５で切換コードは、３Ｇカード２３ｂの識別子を認識したときは、ブロック２５１で当該識別子に対応する論理値［００、０１、１０、１１］のいずれかをチップ・セット１９のＧＰＩＯ１、２端子から出力する。カード・スロット２２に３Ｇカード２３ｂが装着されたときは、制御端子Ｃｎｔ１、２の論理値はプルダウン抵抗によって［００］に維持される。

したがって、ＯＲ論理素子１８１、１８３の出力端子Ｓｅｌ１、２からＧＰＩＯ１、２端子の論理値で決まる４個の論理値［００、０１、１０、１１］のいずれかが、同調回路１５１の制御端子１６１ａ、１６１ｂに入力される。切換コードは同調回路１５１の設定機能がない３Ｇカード２３ｂに代わってアンテナ１００を３Ｇカード２３ｂが使用する共振周波数に設定する。その結果、ブロック２５３で同調回路の設定機能を備えていない３Ｇカード２３ｂであっても、チューナブル・アンテナを使用することができるため、ノートＰＣ１０を小型化することができる。３Ｇカード２３ｂは、低周波領域の周波数帯が無線通信会社ごとに決まっているため、一旦設定した周波数帯以外の周波数帯を使用することはない。

図５は、カード・スロット２２に４Ｇカード２３ａまたは３Ｇカード２３ｂのいずれかが装着されたときのＯＲ論理素子１８１、１８３の出力端子Ｓｅｌ１、２が出力する論理値の一例を示す図である。図５で表記ＮＣは、３Ｇカード２３ｂが制御端子Ｃｎｔ１、２に接続していないことを意味する。Ｈ社の識別子を備える３Ｇカードを装着した場合は、ＧＰＩＯ端子１、２から論理値［１０］の信号が出力され、ＯＲ論理素子１８１、１８３の出力端子Ｓｅｌ１、２からも論理値［１０］が出力される。

Ｌ社の識別子を備える３Ｇカードを装着した場合は、ＧＰＩＯ端子１、２から論理値［１１］の信号が出力され、ＯＲ論理素子１８１、１８３の出力端子Ｓｅｌ１、２からも論理値［１１］が出力される。４Ｇカード２３ａを装着したときは、制御端子Ｃｎｔ１，２の論理値［００、０１、１０、１１］のいずれかと同じ論理値がＯＲ論理素子１８１、１８３の出力端子Ｓｅｌ１、２から出力される。

このようにチップ・セット１９、ＢＩＯＳの切換コードおよびカード・スロット２２が協働して４Ｇカード２３ａおよび３Ｇカード２３ｂのいずれが装着されても適切なコンデンサ１５５ａ〜１５５ｄが選択して低周波領域での共振周波数を設定することができ、かつＧＰＳおよび高周波領域での周波数帯にも適応することもできる。したがって、３Ｇカード２３ｂに専用の非チューナブル・アンテナを用意する必要がなくなる。また、ノートＰＣ１０にアンテナ１００を固定しておき、出荷国に応じてカード・スロット２２に４Ｇカード２３ａまたは３Ｇカード２３ｂを装着することで、無線ＷＡＮの広い周波数帯に柔軟に適応することができる。

図６は、ノートＰＣ１０を使用する国と低周波領域の周波数帯との関係を通信会社別に示した図である。米国でＡ社のサービスを受けるユーザは４Ｇの７００ＭＨｘ帯と３Ｇの８５０ＭＨｘ帯を使用するために適応する所定の４Ｇカード２３ａを装着する。４Ｇカード２３ａは、無線基地局の周波数に適合するように制御端子１６１ａ、１６１ｂに論理値［００］または［１０］を出力する。米国でＶ社のサービスを受けるユーザは４Ｇの７５０ＭＨｘ帯と３Ｇの８５０ＭＨｘ帯を使用するために適応する所定の４Ｇカード２３ａを装着する。４Ｇカード２３ａは、無線基地局の周波数に適合するように制御端子１６１ａ、１６１ｂに論理値［０１］または［１０］を出力する。

ヨーロッパでＶ社のサービスを受けるユーザは４Ｇの７９０ＭＨｘ帯と３Ｇの９００ＭＨｘ帯を使用するために適応する所定の４Ｇカード２３ａを装着する。４Ｇカード２３ａは、無線基地局の周波数に適合するように制御端子１６１ａ、１６１ｂに論理値［１０］または［１１］を出力する。米国とヨーロッパでは４Ｇカード２３ａを装着し、契約した無線通信会社のＳＩＭカードを装着すれば、４Ｇと３Ｇでアンテナ１００を利用することができる。

中国では、４Ｇのサービスが開始されていないためＴ社のサービスを受けるユーザは、適応する所定の３Ｇカード２３を装着する。３Ｇカード２３ｂの識別子を認識した切換コードは、ＧＰＩＯ１、２端子から制御端子１６１ａ、１６１ｂに論理値［１０］を出力する。中国でＭ社のサービスを受けるユーザは、適応する所定の３Ｇカード２３を装着する。３Ｇカード２３ｂの識別子を認識した切換コードは、ＧＰＩＯ端子１、２から制御端子１６１ａ、１６１ｂに論理値［１１］を出力する。このように中国では、異なる固定周波数を使用する２つの無線通信会社のいずれかに適合する３Ｇカード２３ｂを装着し、アンテナ１００を利用することができる。

ＢＩＯＳの切換コードがＯＲ論理素子１８１、１８３に出力するハードウェアとしてチップ・セット１９を例示して説明したが、本発明において論理値を出力するデバイスはＰＣＨに限定するものではなく、ＭＣＨ（Memory Controller Hub）、ＩＯＨ（I/O Hub）、またはＩＣＨ（I/O Controller Hub）といったようなチップ・セットでもよい。さらに、ノートＰＣ１０の電源や温度を制御するためにＣＰＵ１１とは独立して動作するエンベデッド・コントローラや、電源の起動を制御するハードウェア論理回路などであってもよい。

また、３Ｇカードの識別子を認識するプログラムとしてＢＩＯＳ＿ＲＯＭ３１に格納された切換コードを例示して説明したが、切換コードは起動時にＢＩＯＳの後に動作が始まるＯＳやデバイス・ドライバに組み込んでもよい。本発明にかかるチューナブル・アンテナの共振周波数設定回路５０は、ノートＰＣ１０に限らずタブレット型コンピュータまたはスマートフォンのような無線端末装置に搭載することもできる。これらの無線端末装置においては、ＢＩＯＳ＿ＲＯＭ３１に組み込んだ切換コードに代えてファームウェアを利用することができる。３Ｇカード２３ｂの識別子として、ＵＳＢ規格の識別子を利用する例を説明したが、異なるインターフェース規格の識別子またはインターフェース規格から独立した識別子であってもよい。

これまで本発明について図面に示した特定の実施の形態をもって説明してきたが、本発明は図面に示した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の効果を奏する限り、これまで知られたいかなる構成であっても採用することができることはいうまでもないことである。

１０ ノートＰＣ
５０ 周波数設定回路
１００ チューナブル・アンテナ
１５１ 同調回路
１５５ａ〜１５５ｄ コンデンサ

Claims (14)

1. リアクタンス素子を切り換えて無線基地局に適合する周波数帯を設定する同調回路を含むチューナブル・アンテナを備える無線端末装置であって
   前記同調回路の設定機能を備えていない第１の無線ネットワーク・カードまたは前記無線基地局と通信して前記同調回路を設定する機能を備える第２の無線ネットワーク・カードの任意のいずれかを装着する装着部と、
   前記同調回路を設定する論理回路と、
   前記装着部に前記第１の無線ネットワーク・カードが装着されたときに前記第１の無線ネットワーク・カードを認識して前記論理回路に前記同調回路を設定するための信号を出力する識別回路とを有し、
   前記装着部に前記第２の無線ネットワーク・カードが装着されたときに前記第２の無線ネットワーク・カードが前記装着部を通じて前記論理回路に前記同調回路を設定するための信号を出力する
   無線端末装置。
2. 前記識別回路は、複数のデバイスのインターフェースを備えるチップ・セットとＢＩＯＳ＿ＲＯＭに格納されたコードで構成されている請求項１に記載の無線端末装置。
3. 前記第１の無線ネットワーク・カードおよび前記第２の無線ネットワーク・カードが無線ＷＡＮの通信規格に適合する請求項１に記載の無線端末装置。
4. 前記第１の無線ネットワーク・カードが３Ｇの通信規格に適合し、前記第２の無線ネットワーク・カードが４Ｇの通信規格に適合する請求項３に記載の無線端末装置。
5. 前記第２の無線ネットワーク・カードが前記第１の無線ネットワーク・カードに対するバックワード・コンパチビリティを備える請求項４に記載の無線端末装置。
6. 前記識別回路は、前記装着部に前記第２の無線ネットワーク・カードが装着されたことを認識したときに、前記第２の無線ネットワーク・カードが前記論理回路を設定できるように機能する請求項１に記載の無線端末装置。
7. 前記識別回路は、前記第１の無線ネットワーク・カードおよび前記第２の無線ネットワーク・カードをそれぞれのインターフェースが保持する識別子で認識する請求項６に記載の無線端末装置。
8. 前記識別子が特定の通信会社に対応付けられている請求項７に記載の無線端末装置。
9. 前記リアクタンス素子は７００ＭＨｚ帯から９００ＭＨｚ帯の間に設けられた複数の周波数帯に適応する請求項１に記載の無線端末装置。
10. 前記無線端末装置が携帯式パーソナル・コンピュータ、タブレット型コンピュータまたはスマートフォンのいずれかである請求項１に記載の無線端末装置。
11. 無線基地局に適合する周波数帯を設定する同調回路を含むチューナブル・アンテナを設定する設定回路であって、
    前記同調回路の設定機能を備えていない第１の無線ネットワーク・カードまたは前記無線基地局と通信して前記同調回路を設定する機能を備える第２の無線ネットワーク・カードの任意のいずれかの装着が可能で前記第２の無線ネットワーク・カードが前記周波数帯に対応する論理値を出力する第１の制御端子を備えるカード・スロットと、
    前記カード・スロットに前記第１の無線ネットワーク・カードが装着されたときに前記第１の無線ネットワーク・カードに対応する論理値を出力することが可能な第２の制御端子を備える識別回路と、
    前記第１の制御端子に接続された第１の入力端子と前記第２の制御端子に接続された第２の入力端子と前記同調回路に接続された出力端子を備える論理回路とを有し、
    前記論理回路は、前記カード・スロットに前記第１の無線ネットワーク・カードが装着されたときに前記第２の制御端子の論理値を前記出力端子から出力し、前記カード・スロットに前記第２の無線ネットワーク・カードが装着されたときに前記第１の制御端子の論理値を前記出力端子から出力する
    設定回路。
12. 無線基地局に適合する周波数帯を設定する同調回路を含むチューナブル・アンテナを備える無線端末装置が、前記同調回路を設定する方法であって、
    前記無線端末装置に前記同調回路の設定機能を備えていない第１の無線ネットワーク・カードまたは前記無線基地局と通信して前記同調回路を設定する機能を備える第２の無線ネットワーク・カードのいずれかの装着が可能なカード・スロットを用意するステップと、
    前記カード・スロットに前記第１の無線ネットワーク・カードが装着されたときに前記第１の無線ネットワーク・カード以外のデバイスが前記同調回路を設定する第１の切換ステップと、
    前記カード・スロットに前記第２の無線ネットワーク・カードが装着されたときに前記第２の無線ネットワーク・カードが前記同調回路を設定する第２の切換ステップと
    を有する方法。
13. 前記第１の無線ネットワーク・カードまたは前記第２の無線ネットワーク・カードの装着を、前記無線端末装置の電源を投入してからパワー・オン状態に移行するまでの間に前記無線端末装置が認識するステップを有する請求項１２に記載の方法。
14. ＢＩＯＳが前記無線端末装置に前記第１の無線ネットワーク・カードまたは前記第２の無線ネットワーク・カードを認識する機能を発揮させる請求項１３に記載の方法。

Images