JP5559889B2 - アンテナ性能改善のためのフロントエンド回路 - Google Patents

Description

本発明は、改善されたアンテナ性能を有する、モバイルフォンのようなモバイル通信機器を提供するフロントエンド回路、および、そのようなフロントエンド回路を駆動するための方法に関する。

モバイル通信機器は、一般的に、他のモバイル通信機器または基地局のような遠隔機器と通信するために、無線周波数信号を利用する。現代のモバイル通信機器は、多くの要件を満たさなければならない。これらの中には、マルチバンド動作およびマルチモード動作がある。現代のモバイル通信機器は、通常、複数の送信器または受信器へあるいはそれらから無線周波数信号をそれぞれ送信および／または受信することができる。特に、いくつかの場合において、異なる周波数帯で動作する通信機器は、異なる周波数帯で動作可能とするために、複数の異なるアンテナを備える。そのような通信機器は、ＰＩＦＡ（平面逆Ｆ型アンテナ（planar inverted F antenna））やＰＩＬＡ（平面逆Ｌ型アンテナ（planar inverted L antenna））のような、ロッドアンテナやパッチアンテナを含み得る。アンテナは、無線周波数信号と相互作用する無線周波数要素であるので、異なるアンテナ間の有害な相互作用は、一般的には不可避であると思われる。

ＵＳ７，３０１，５０２ Ｂ２は、異なる２つの周波数帯で動作可能であるが、単一のアンテナを利用するアンテナ配置について言及している。単一のアンテナに２つの周波数帯において動作する能力を与えるために、アンテナに近接して配置される追加的なアンテナチューニング素子が設けられ、２つの異なる周波数帯における動作に関するアンテナ性能を改善する。

しかしながら、すべてのアンテナは、一般的に、最適放射効率を有するその共振周波数付近の唯一の周波数帯を有するので、満足のいくアンテナ性能を達成するために、少なくとも２つの異なるアンテナを利用することが好ましいであろう。

したがって、本発明の目的は、改善されたアンテナ性能を有する個別のモバイル通信機器において、少なくとも２つの異なるアンテナを用いるためのフロントエンド回路を提供することである。

発明の概要
本発明は、信号経路と、第１のアンテナポートと、第２のアンテナポートとを備えるフロントエンド回路を提供する。第１のアンテナスイッチは、第１のアンテナポートに電気的に接続される。第２のアンテナポートは、信号経路に電気的に接続可能であるか、または、電気的に接続される。アンテナ終端回路は、第１のアンテナスイッチに電気的に接続される。アンテナ終端回路は、抵抗素子、容量性素子、誘導性素子、およびＬＣＲ回路から選択されるインピーダンス素子を有する。第１のアンテナスイッチは、信号経路が第２のアンテナポートに電気的に接続される場合に、第１のアンテナポートをアンテナ終端回路に電気的に接続する。

第２のアンテナが使用中であり、かつ、たとえば、無線周波数信号がアンテナへまたはアンテナから伝播する信号経路に電気的に接続される場合、アンテナ終端回路は、第１のアンテナスイッチによって第１のアンテナに電気的に接続される。しかしながら、第１のアンテナは、使用中でないかもしれず、これは、第１のアンテナが無線周波数信号を送受信しないかもしれないことを意味する。発明者は、未定義の非アクティブなアンテナによるアクティブなアンテナの有害なデチューニングを低減することができ、または防止さえできることを見出した。有害な相互作用の実際の低減量は、アンテナ終端回路のインピーダンス素子の正確なインピーダンス値に依存する。

異なる周波数帯で動作可能であり、および／または、マルチモード動作を提供するとともに、異なるアンテナの有害な相互作用に苦しむ現代のモバイル通信機器は、有害な相互作用を低減するために用いられ得る手段を、既に本質的に備えている。相互作用を生じる第２のアンテナが、主要な相互作用を低減または防止するために用いられ得る。したがって、２つのアンテナ間の望ましくない相互作用を防止または低減するための提案された方法は、比較的安価でかつ単純に実現できる。

一実施形態においては、アンテナ終端回路は、１つの選択可能な状態、または、アンテナについての開放終端状態、短絡終端状態、および個別終端状態から選択される、より個別に選択可能な状態を提供する。選択可能な状態の数は、１、２、３またはより多くてもよい。個別終端状態においては、第１のアンテナスイッチは、アンテナ終端回路のインピーダンス素子を、第１のアンテナポートに電気的に接続する。いくつかの個別に選択可能な状態のうちの１つまたはより多くは、選択されたアンテナについて５０オームの終端を提供することが好ましい。したがって、少なくとも１つの選択可能な状態が、信号経路との接続に加えて選択可能である。

「開放終端状態」の用語は、終端インピーダンスの絶対値が、原則として無限大、すなわち、実際には非常に大きい終端を示す。逆に、「短絡終端状態」の用語は、主にゼロインピーダンスの終端状態を示す。短絡終端状態は、単純な実施形態においては、第１のアンテナポートの接地への直接接続によって実現される。開放終端状態は、アンテナポートを、フロントエンド回路の他の回路要素から電気的に絶縁することによって実現される。

しかしながら、多くの場合、本発明に従う最も重要な終端状態は、個別終端状態であり得る。「個別終端状態」の用語は、有限抵抗および有限リアクタンスの固定インピーダンスによって特徴付けられる終端状態を示す。フロントエンド回路は、第１のアンテナポートの最適な個別終端状態を達成するために、適当な抵抗素子、容量性素子または誘導性素子、あるいはそのような素子のネットワークを提供し得る。フロントエンド回路は、異なる個別終端状態を提供するために、複数の異なるＬＣＲ素子またはＬＣＲネットワーク、および個別スイッチを備えてもよい。非アクティブなアンテナの最適化された終端インピーダンスは、個別のアンテナの周波数および／または伝送モード、ならびに、第１および第２のアンテナの正確な幾何学形状に依存し得る。

一実施形態においては、フロントエンド回路は、受動素子を有するとともに、バンドパスフィルタ、ハイパスフィルタ、ローパスフィルタから選択されるフィルタをさらに備える。フィルタは、信号経路内に電気的に接続される。フィルタは、アンテナ終端回路のインピーダンス素子の少なくとも一部である。フィルタは、アンテナ終端回路のインピーダンス素子であってもよい。

フィルタは、受動素子、もしくは、モバイル通信機器の周波数帯の１つについてのバンドパスフィルタ、ハイパスフィルタ、またはローパスフィルタとして動作する複数の受動素子を有する。アクティブなアンテナがフィルタの動作可能な周波数帯でない周波数帯で動作する場合、フィルタは、「ゼロ」または「無限大」のインピーダンス（すなわち、それぞれ共振および反共振）によって一般的に特徴付けられる共振挙動を示さないかもしれない。したがって、フィルタは、非アクティブなアンテナについて、周波数がほとんど変化せず、したがって安定した終端回路を提供するのに適したインピーダンスを有するアンテナ終端回路を提供し得る。

一実施例においては、アンテナ終端回路は、チューニング可能な容量性素子を備える。このような素子は、調整可能な容量を有するＲＦ−ＭＥＭＳキャパシタであり得る。しかしながら、ＢＳＴ（バリウム−ストロンチウム−チタン酸塩）や強誘電体材料を含むキャパシタも可能である。アンテナ終端回路は、たとえば、ＭＥＭＳスイッチ、半導体スイッチ、またはソリッドステートスイッチによって、フロントエンド回路へ選択的に接続可能なキャパシタのバンクを有してもよい。

一実施形態においては、フロントエンド回路は、音響波を用いて動作するバンドパスフィルタであるフィルタを備える。フィルタは、第１のアンテナスイッチを介して、２つのアンテナポートのうちの非アクティブなポートに電気的に接続される。アクティブなポートは、フィルタのバンドパスと重ならない周波数帯において信号を送受信する。

音響波（すなわち、弾性表面はＳＡＷ（surface acoustic wave）、バルク弾性波ＢＡＷ（bulk acoustic wave））を用いて動作するバンドパスフィルタのようなフィルタは、通常、圧電性の基板の１つまたは２つの表面上に配置される電極を備える。アクティブな周波数レンジ内、すなわち、フィルタのバンドパス内において音響波を用いて動作するバンドパスフィルタのインピーダンス挙動は、無産周波数信号との電子音響的相互作用のために複雑である。しかしながら、バンドパスフィルタのパスバンドと重ならない周波数レンジにおいては、個々のフィルタは、インピーダンス成分として、たとえば、容量性素子の電極として作用する電極構造による容量成分として作用する。そのようなフィルタは、通常、無線周波数信号をフィルタリングするためにフロントエンド回路内に含まれているので、アンテナ終端回路におけるそのようなフィルタの使用は、追加的インピーダンス成分のさらなる統合を必要とすることなく、アクティブなアンテナの個別のアンテナ性能を強化することを可能にする。

フロントエンド回路の設計においては、小型化が重要な側面であるので、フロントエンド回路内にすでに備えられており、かつ、さらなる回路素子の統合を必要としない回路要素を利用することが好ましい。

一実施形態においては、フロントエンド回路は、信号線およびスイッチをさらに備える。一つアンテナポートが非アクティブであり他のアンテナポートがアクティブである場合、少なくとも１つの非アクティブなアンテナポートは、第１のアンテナスイッチを介して、排他的（exclusively）開放終端状態、排他的短絡終端状態、および排他的個別終端状態から選択される２つの終端状態に電気的に接続可能である。

非アクティブなアンテナの終端状態を選択することが可能なフロントエンド回路は、終端状態の自由度が増加されるので、改善されたフロントエンド回路、および改善された通信機器をもたらす。

一実施形態においては、フロントエンド回路のアンテナ終端回路は、接地への少なくとも２つの短絡終端接続を有し、フロントエンド回路は、非アクティブなアンテナポートを少なくとも２つの短絡終端接続に電気的に接続するための信号線およびアンテナスイッチをさらに備える。

終端インピーダンスは、できるだけ低い絶対値を有することが好ましい。接地は、ゼロインピーダンスの電磁ポテンシャルとみなされ得るが、個々の電気接続は、通常、寄生容量、寄生有限抵抗値を有する。非アクティブなアンテナポートに少なくとも２つの終端接続を同時に接続することによって、アンテナポートと接地との間の抵抗が低減される。

一実施形態においては、フロントエンド回路は、個々のアンテナポートに接続される２つのアンテナを備える。アンテナは、パッチアンテナ、逆Ｌ型アンテナ（inverted L antenna：ＩＬＡ）、逆Ｆ型アンテナ（inverted F antenna：ＩＦＡ）、平面逆Ｌ型アンテナ（ＰＩＬＡ）、平面逆Ｆ型アンテナ（ＰＩＦＡ）、およびロッドアンテナから選択される。

特に、ＰＩＬＡまたはＰＩＦＡのようなパッチアンテナは、それらの個々のパッチのために、ロッドアンテナと比較してより強力な電磁的相互作用を有する。

一実施形態においては、フロントエンド回路は、マルチバンド通信機器において実現され、かつ利用される。

一実施形態においては、異なる個別終端状態を提供するアンテナ終端回路を有する。実際の個別終端状態の選択および選定は、アクティブなアンテナポートの周波数、伝送モード、アクティブおよび非アクティブなアンテナのタイプ、アンテナがデータを送信するか、または、データを受信するかどうかという質問、アクティブなアンテナと非アクティブなアンテナとの間の相互作用の程度に依存し得る。

フロントエンド回路の一実施形態においては、スイッチは、ＦＥＴスイッチ（ＦＥＴ＝電界効果トランジスタ（Field Effect Transistor））、ＭＥＭＳスイッチ（ＭＥＭＳ＝微小電気機械システム（Microelectromechanical System））、ＣＭＯＳスイッチ（ＣＭＯＳ＝相補型金属酸化物半導体（Complementary metal-oxide-semiconductor））、ＨＥＭＴ（ＨＥＭＴ＝高電子移動度トランジスタ（High Electron Mobility Transistor））、ＰＨＥＭＴ（ＰＨＥＭＴ＝シュードモルフィック高電子移動度トランジスタ（Pseudomorphic High Electron Mobility Transistor））、ＪＰＨＥＭＴ（ＪＰＨＥＭＴ＝接合シュードモルフィック高電子移動度トランジスタ（Junction Pseudomorphic High Electron Mobility Transistor））、ＳｏＳ（シリコン・オン・サファイア（Silicon on Sapphire））スイッチ、および、ガルバニックスイッチから選択される。

一実施形態においては、フロントエンド回路のアンテナスイッチは、ＧＰＩＯ（汎用入出力（General Purpose Input Output））、ＳＰＩ（シリアル周辺機器インターフェースバス（Serial Peripheral Interface Bus））、またはＲＦバスを介して、個別のモバイル通信機器のチップセットにおいて実現される論理回路によって制御される。チップセットは、フロントエンド回路の一部である。

一実施形態においては、フロントエンド回路のアンテナスイッチは、モードテーブルの使用によって制御される。

モードテーブルは、いくつかの基準に応じた個別のアンテナ終端の選択方法を教示する。モードテーブルによって、論理回路は、非アクティブなアンテナが、スイッチによって開放終端状態、短絡終端状態、または、複数の個別終端状態のうちの１つのいずれに電気的に接続されるかを決定することができる。モードテーブルは、非アクティブなアンテナまたはアクティブなアンテナの動作周波数を考慮し得る。さらに、モードテーブルは幾何学的な詳細およびアンテナ間の個々の距離を考慮してもよく、バッテリの充電状態をさらに考慮してもよい。たとえば、バッテリ状態が低い場合には、非アクティブなアンテナをチューニングするプロセスは、エネルギを節約するために中断されてもよい。あるいは、バッテリ状態が低い場合には、非アクティブなアンテナをチューニングするプロセスは、不整合なアンテナによってエネルギを浪費しないために強化され得る。双方の場合が可能であり、正確な状況に依存し得る。

一実施形態においては、フロントエンド回路は、第１のアンテナポートに電気的に接続される第１のアンテナと、第２のアンテナポートに電気的に接続される第２のアンテナとを備える。第２のアンテナは、第１の周波数帯において共振周波数を有する。第１のアンテナは、他の周波数帯において共振周波数を有する。第１の周波数帯は、１ＧＨｚ周波数帯および２ＧＨｚ周波数帯から選択され得る。そして、第１のアンテナは、個々の他の周波数帯において共振周波数を有する。

１ＧＨｚレンジの周波数帯および２ＧＨｚレンジの周波数帯において動作可能とされるモバイル通信機器は、各周波数帯について１つのアンテナを備え、少なくとも２つのアンテナを備え得る。周波数帯は、少なくとも部分的に重なりあってもよい。周波数帯は、重なりあわなくてもよい。

一実施形態においては、無線用途に関する機器において実現される。機器は、携帯電話、スマートフォン、ブルートゥース機器、ＧＰＳ受信器（ＧＰＳ＝全地球測位システム（Global Positioning System））、ＤＶＢ−Ｔ受信器（ＤＶＢ−Ｔ＝地上波デジタルビデオ放送（Digital Video Broadcasting-Terrestrial））、ＤＶＢ−Ｈ受信器（ＤＶＢ−Ｈ＝携帯機器向けデジタルビデオ放送（Digital Video Broadcasting-Handheld））であり得る。一般的に、機器は、聴覚情報に対して追加の情報を受信するダイバーシティ受信器であってもよい。機器は、ＭＩＭＯ（複数入力複数出力（Multiple Input Multiple Output））機器であってもよい。

上述のフロントエンド回路を駆動するための方法は、
少なくとも１つのアクティブなアンテナポートを決定するステップと、
少なくとも１つの非アクティブなアンテナポートを決定するステップと、
最適なアンテナ性能に関してモードテーブルを調べるステップと、
前記個別のアンテナスイッチの一致するスイッチング状態の選択および設定を介して、前記モードテーブルに従って、少なくとも１つの非アクティブなアンテナポートを開放、短絡、または個別に終端するステップとを備える。

本発明は、本明細書において以下に与えられる詳細な説明および添付の図面から、十分に理解されるであろう。

本発明の基本的な考え方に従う回路を示す図である。 有害的に結合されるアンテナの配置を示す図である。 アンテナ終端回路の実施形態を示す図である。 アンテナ終端回路のより複雑な実施形態を示す図である。 スイッチに関する詳細を示す図である。 追加のアンテナを有する実施形態を示す図である。 終端状態についての周波数依存放射効率［ｄＢ］を示す図である。

詳細な説明
図１は、本発明の基本的な考え方に従う回路を示す。フロントエンド回路ＦＥＣは、フロントエンドモジュールＦＥＭ内に設けられる。フロントエンド回路ＦＥＣは、アンテナ終端回路ＡＴＣと、第１のアンテナスイッチＡＳ１と、第２のアンテナスイッチＡＳ２とを備える。第１のアンテナスイッチＡＳ１は、アンテナ終端回路ＡＴＣを第１のアンテナポートＡＰ１と電気的に接続する。第２のアンテナスイッチＡＳ２は、信号経路ＳＰを第２のアンテナポートＡＰ２と電気的に接続する。

第１のアンテナポートＡＰ１は第１のアンテナと接続され、第２のアンテナポートＡＰ２は第２のアンテナと接続され得る。第２のアンテナが使用中で、かつ信号経路ＳＰを介して無線周波数信号を送受信する場合、第１のアンテナは非アクティブであり、かつ第１のアンテナスイッチＡＳ１は、第１のアンテナと第２のアンテナとの間の有害な電磁的相互作用を低減するために、第１のアンテナをアンテナ終端回路ＡＴＣへ電気的に接続する。

図２は、第１のアンテナスイッチＡＳ１と、第２のアンテナスイッチＡＳ２と、アンテナ終端回路ＡＴＣとを有するフロントエンド回路ＦＥＣを伴う、フロントエンドモジュールＦＥＭを示す。第２のアンテナスイッチＡＳ２は、第１の信号線ＳＬ１を第２のアンテナＡＮ２に電気的に接続する。第１のアンテナスイッチＡＳ１は、第１のアンテナＡＮ１を、アンテナ終端回路ＡＴＣまたは第２の信号線ＳＬ２のいずれかと電気的に接続する。フロントエンド回路の信号経路は、第１の信号線ＳＬ１および第２の信号線ＳＬ２から成る。「ＩＮ」は、少なくとも第２のアンテナＡＮ２がアクティブな場合の、第１のアンテナＡＮ１と第２のアンテナＡＮ２との間の電磁的相互作用を示す。２つのアンテナ間において有害な相互作用がある場合、第１のアンテナＡＮ１が使用中でなく、すなわち、第１のアンテナが第２の信号経路ＳＬ２を介して無線周波数信号を送受信していないときは、好ましくは、第１のアンテナスイッチは、第１のアンテナＡＮ１をアンテナ終端回路ＡＴＣへ電気的に接続する。アンテナ終端回路ＡＴＣは、アンテナ間の相互作用を改善し、または、２つのアンテナＡＮ１，ＡＮ２間の有害な相互作用を低減する。

図３は、フロントエンド回路ＦＥＣが、図２のアンテナ終端回路と比べて改善されたアンテナ終端回路ＡＴＣを備える実施形態を示す。アンテナ終端回路ＡＴＣは、開放ポートＯＰと、接地ポートＧＮＤと、第１の信号経路のハイパスフィルタまたはローパスフィルタであり得る無線周波数フィルタとを備える。第２のアンテナスイッチＡＳ２が、第２の信号経路ＳＬ２を第２のアンテナＡＮ２に電気的に接続するとともに、第２のアンテナがアクティブ、すなわち、第２の信号経路ＳＬ２を介して無線周波数信号を送受信し、かつ第１のアンテナＡＮ１が非アクティブな場合は、第１の非アクティブなアンテナについて、３つの異なる可能性のある終端状態がある。第１のアンテナＡＮ１は、主に無限大のインピーダンスを有する開放状態へ電気的に接続され得る。第１のアンテナＡＮ１は、主にゼロインピーダンスを有する接地ＧＮＤに電気的に接続され得る。第１のアンテナＡＮ１は、アンテナ終端回路ＡＴＣのような、第１の信号経路におけるフィルタＦＩに電気的に接続され得る。これら３つの状態間の切換えは、第１のアンテナスイッチＡＳ１によって実行される。フロントエンド回路の信号経路内に設けられる無線周波数フィルタは、通常、容量性素子、誘導性素子、またはそのような受動素子を含むネットワークのようなインピーダンス素子を備える。フィルタＦＩが、良好な終端状態に関して適切に設計される場合、第１のアンテナＡＮ１と第２のアンテナＡＮ２との間の、負のおよび／または有害な相互作用を劇的に低減する、第１のアンテナについての固定終端インピーダンスを提供するだろう。

図４は、フロントエンド回路が第１、第２および第３の信号線を備える、アンテナ終端回路ＡＴＣの実施形態を示す。この例示的な実施形態においては、第１の信号線ＳＬ１はローパスフィルタを含み、第２の信号線ＳＬ２はハイパスフィルタを含み、第３の信号線ＳＬ３はバンドパスフィルタを含む。たとえば、第２のアンテナが使用中であり、かつ、第１および第３のアンテナが非アクティブである場合、第１のアンテナスイッチＡＳ１は、開放終端状態ＯＰ、接地状態ＧＮＤ（短絡終端状態）、または、（個別終端状態としての）第３の信号線のバンドパスフィルタの少なくとも１つのインピーダンス素子のいずれかに、第１のアンテナポートを電気的に接続し得る。他の状況においては、第２のアンテナが非アクティブであり、かつ、第２の信号線ＳＬ２に電気的に接続される第２のアンテナと、第１の信号線に電気的に接続される第１のアンテナまたは第３の信号線ＳＬ３に電気的に接続される第３のアンテナのいずれかとの間に有害な相互作用がある。第２のアンテナスイッチＡＳ２は、フロントエンド回路に第２のアンテナＡＮ２の異なるアンテナ終端の可能性を与える。第２のアンテナスイッチＡＳ２は、開放終端状態、短絡終端状態、または、第２の信号線におけるハイパスフィルタのインピーダンス素子のいずれかに、第２のアンテナＡＮ２を電気的に接続し得る。

図１〜図４に示された実施形態は、本発明の基本的な考え方に関する、単なる例にすぎない。アンテナポートに電気的に接続される各アンテナスイッチは、個々のアンテナについて、異なる終端状態を提供することができる。このような終端状態は、開放終端、短絡終端、または個別終端から選択され得る。さらに、複数の個別終端状態が可能である。

図５は、複数のスイッチング素子を含むアンテナ終端回路ＡＴＣの実施形態の一部を示す。アンテナポートは、スイッチＳＷ１ａおよびＳＷ１ｂを介して第１の信号線ＳＬ１へ、または、スイッチＳＷ２ａおよびＳＷ２ｂを介して第２の信号線ＳＬ２へ電気的に接続され得る。さらに、アンテナポートは、スイッチＳＷ３ａおよびＳＷ３ｂを介して第３の信号線ＳＬ３へ電気的に接続され得る。アンテナポートが開放終端状態に切換えられる場合は、スイッチＳＷ０，ＳＷ１ａ，ＳＷ２ａ，ＳＷ３ａは、個々の開放状態へアンテナポートを電気的に接続しなければならない。アンテナポートが短絡終端状態に切換えられる場合は、スイッチＳＷ１ａ，ＳＷ２ａ，ＳＷ３ａは、それぞれスイッチＳＷ１ｂ，ＳＷ２ｂ，ＳＷ３ｂへの電気接続を確立しなければならない。そして、スイッチＳＷ０，ＳＷ１ｂ，ＳＷ２ｂ，ＳＷ３ｂが、アンテナポートを接地に電気的に接続する。

実際には、接地への電気接続は、正確な０Ωを与えないが、特定の小さい有限抵抗を有する。「接地」状態へのいくつかの並列接続が存在するので、個別の接地接続の各々は、実際のインピーダンスの絶対値を低減するのに寄与し、したがって、所望の０Ω状態に近づけることに寄与する。

図６は、第１のアンテナＡＮ１および第２のアンテナＡＮ２を有する第１のモジュールＭ１と、第３のアンテナＡＮ３を有する第２のモジュールＭ２とを利用する無線機器ＷＤを示す。第１のモジュールＭ１はモバイル通信機器のフロントエンド回路であり、第２のモジュールＭ２は、たとえば、ダイバーシティ／ＤＶＢ−Ｈ／ＧＰＳ／ＦＭまたは類似の受信器のような他の無線機器であり得る。したがって、第２のモジュールＭ２は、モバイル通信機器に、優先的機能（complimentary functionality）を提供し得る。有害な相互作用は、第１のアンテナＡＮ１と第２のアンテナＡＮ２との間、第１のアンテナＡＮ１と第３のアンテナＡＮ３との間、および、第２のアンテナと第３のアンテナとの間で生じ得る。本発明の考え方によれば、各アンテナは、第１、第２および第３のアンテナから選択される少なくとも１つの非アクティブなアンテナを終端することによってアクティブなアンテナの有害な相互作用を低減するアンテナ終端回路と電気的に接続され得る。

図７は、非アクティブなアンテナに近接するアクティブなアンテナの、計算された放射効率を示す。「ＩＬ１」は、隣接する非アクティブなアンテナが個別終端されている場合の周波数依存放射効率を示し、「ＩＬ２」は、隣接する非アクティブなアンテナが開放終端されている場合の周波数依存放射効率を示し、「ＩＬ３」は、隣接する非アクティブなアンテナが短絡終端されている場合の周波数依存放射効率を示す。明確に理解されるように、非アクティブなアンテナの短絡終端（ｃｐ． ＩＬ３）は、およそ２０００ＭＨｚよりも高い周波数において高い放射効率を有するが、より低い周波数においては、粗末な、すなわち低い放射効率を有する。

逆に、非アクティブアンテナが個別終端（ＩＬ１）であるが２０００ＭＨｚより高い周波数についての放射効率が放射効率ＩＬ３より悪く、さらに周波数の増加とともに悪くなる場合は、アクティブなアンテナは、より低い周波数、すなわち２０００ＭＨｚ未満において、より良い、すなわちより高い放射効率を有する。

「ＩＬ２」は、２０００ＭＨｚより低い周波数については、３つのオプションの中で最適であるが、約２０００ＭＨｚよりも高い周波数における「ＩＬ３」に従う開放終端された隣接アンテナの放射効率よりも悪くなる放射効率を示す。

本発明によれば、２０００ＭＨｚ未満の周波数についてはＩＬ２に従う開放終端状態に、より高い周波数についてはＩＬ３に従う短絡終端状態に非アクティブなアンテナを電気的に終端することが可能である。

しかしながら、他の状況においては、個別に最適化されたインピーダンスで、非アクティブなアンテナを終端することが好ましいかもしれない。

本発明は、非アクティブなアンテナの好適な終端状態によって、アクティブなアンテナと非アクティブなアンテナとの間の有害な相互作用を低減するための手段を開示する。基本的な概念は、アンテナスイッチまたは個々のアンテナ終端回路に関する詳細には依存しない。さらに、本発明は、実施形態または添付の図面には制限されない。得に、異なるアンテナ終端状態および／またはアンテナ終端回路に基づく実施形態もまた可能である。したがって、図から離れた多くの変形が、本発明から逸脱することなく可能である。

ＦＥＭ フロントエンドモジュール、ＦＥＣ フロントエンド回路、ＡＴＣ アンテナ終端回路、ＡＳ１ 第１のアンテナスイッチ、ＡＳ２ 第２のアンテナスイッチ、ＡＳ３ 第３のアンテナスイッチ、ＡＰ１ 第１のアンテナポート、ＡＰ２ 第２のアンテナポート、ＡＰ３ 第３のアンテナポート、ＳＰ 信号経路、ＳＰ１ 第１の信号経路、ＳＰ２ 第２の信号経路、ＳＰ３ 第３の信号経路、ＡＮ１ 第１のアンテナ、ＡＮ２ 第２のアンテナ、ＡＮ３ 第３のアンテナ、ＳＰ 信号経路、ＩＮ 相互作用／電磁相互作用、ＯＰ 開回路、ＧＮＤ 接地、ＦＩ フィルタ、ＳＬ１ 第１の信号線、ＳＬ２ 第２の信号線、ＳＬ３ 第３の信号線、ＳＷ１ａ 第１の信号線における第１のスイッチ、ＳＷ１ｂ 第１の信号線における第２のスイッチ、ＳＷ２ａ 第２の信号線における第１のスイッチ、ＳＷ２ｂ 第２の信号線における第２のスイッチ、ＳＷ３ａ 第３の信号線における第１のスイッチ、ＳＷ３ｂ 第３の信号線における第２のスイッチ、Ｍ１ 第１のモジュール、Ｍ２ 第２のモジュール、ＷＤ 無線装置、ＩＬ１ 第１の周波数依存放射効率、ＩＬ２ 第２の周波数依存放射効率、ＩＬ３ 第３の周波数依存放射効率。

Claims (13)

1. フロントエンド回路であって、
   信号経路と、
   第１のアンテナポートと、
   前記第１のアンテナポートに電気的に接続される第１のアンテナスイッチと、
   前記信号経路に電気的に接続可能な、または、電気的に接続された第２のアンテナポートと、
   前記第１のアンテナスイッチに電気的に接続されたアンテナ終端回路とを備え、
   前記アンテナ終端回路は、抵抗素子、容量性素子、誘導性素子、およびＬＣＲ回路から選択されるインピーダンス素子を有し、
   前記第１のアンテナスイッチは、前記信号経路が前記第２のアンテナポートに電気的に接続される場合に、前記第１のアンテナポートを前記アンテナ終端回路に電気的に接続し、
   前記アンテナ終端回路は、開放終端状態、短絡終端状態、および個別終端状態から選択される、１つまたはより多くの個別に選択可能な状態を提供し、
   前記個別終端状態においては、前記第１のアンテナスイッチは、前記インピーダンス素子を前記第１のアンテナポートに電気的に接続し、
   前記アンテナ終端回路は、接地への少なくとも２つの短絡終端接続を有するとともに、非アクティブなアンテナポートを少なくとも２つの短絡終端接続に電気的に接続するための信号線およびアンテナスイッチをさらに含む、フロントエンド回路。
2. 受動素子を有するとともに、バンドパスフィルタ、ハイパスフィルタ、およびローパスフィルタから選択されるフィルタをさらに備え、
   前記フィルタは、前記信号経路内に電気的に接続され、
   前記フィルタは、前記アンテナ終端回路の前記インピーダンス素子である、請求項１に記載のフロントエンド回路。
3. 前記フィルタは、音響波を用いて動作するバンドパスフィルタであり、
   前記フィルタは、前記２つのアンテナポートのうちの１つの非アクティブなアンテナポートに、前記第１のアンテナスイッチを介して電気的に接続可能であり、
   アクティブなアンテナポートは、前記フィルタのバンドパスと重ならない周波数帯において、信号を送受信する、請求項２記載のフロントエンド回路。
4. 信号線およびスイッチをさらに備え、
   一つアンテナポートが非アクティブであり他のアンテナポートがアクティブである場合に、少なくとも１つの非アクティブなアンテナポートは、前記第１のアンテナスイッチを介して、開放終端状態、短絡終端状態および個別終端状態から選択される２つの終端状態に電気的に接続可能である、請求項１〜３のいずれか１項に記載のフロントエンド回路。
5. パッチアンテナ、逆Ｌ型アンテナ（inverted L antenna：ＩＬＡ）、逆Ｆ型アンテナ（inverted F antenna：ＩＦＡ）、平面逆Ｌ型アンテナ（planar inverted L antenna：Ｐ
   ＩＬＡ）、平面逆Ｆ型アンテナ（planar inverted F antenna：ＰＩＦＡ）、およびロッ
   ドアンテナから選択される２つのアンテナをさらに備え、
   前記アンテナは、前記個別のアンテナポートに接続される、請求項１〜４のいずれか１項に記載のフロントエンド回路。
6. 前記フロントエンド回路は、マルチバンド通信機器における使用のためのものである、請求項１〜５のいずれか１項に記載のフロントエンド回路。
7. 前記アンテナ終端回路は、異なる個別終端状態を提供し、
   実際の個別終端状態は、以下の、
   アクティブなアンテナポートの周波数、
   伝送モード、
   アクティブなアンテナおよび非アクティブなアンテナのタイプ、
   アンテナがデータを送信するか、または、データを受信するかどうか、
   アクティブなアンテナと非アクティブなアンテナとの間の相互作用の程度、
   の状況のうちの少なくとも１つに依存して選択され、かつ設定される、請求項１〜６のいずれか１項に記載のフロントエンド回路。
8. 前記スイッチは、ＦＥＴスイッチ、ＭＥＭＳスイッチ、ＣＭＯＳスイッチ、ＨＥＭＴ、ＰＨＥＭＴ、ＪＰＨＥＭＴ、ＳｏＳスイッチ、および、ガルバニックスイッチから選択される、請求項１〜７のいずれか１項に記載のフロントエンド回路。
9. 前記アンテナスイッチは、ＧＰＩＯまたはＳＰＩを介してチップセットにおいて実現される論理回路によって制御され、
   前記チップセットは、前記フロントエンド回路の一部である、請求項１〜８のいずれか１項に記載のフロントエンド回路。
10. 前記アンテナスイッチは、モードテーブルの使用によって制御される、請求項１〜９のいずれか１項に記載のフロントエンド回路。
11. 前記第１のアンテナスイッチを介して、前記第１のアンテナポートに電気的に接続される第１のアンテナと、
    第２のアンテナスイッチを介して、前記第２のアンテナポートに電気的に接続される第２のアンテナとを備え、
    前記第２のアンテナは、１ＧＨｚ周波数帯および２ＧＨｚ周波数帯から選択される第１の周波数帯において共振周波数を有し、
    一方、前記第１のアンテナは、１ＧＨｚ周波数帯および２ＧＨｚ周波数帯から選択され、かつ前記第１の周波数帯とは異なる第２の周波数帯において共振周波数を有する、請求項１〜１０のいずれか１項に記載のフロントエンド回路。
12. 携帯電話、スマートフォン、ブルートゥース機器、ＧＰＳ受信器、ＤＶＢ−Ｔ受信器、ＤＶＢ−Ｈ受信器、ダイバーシティ受信器、およびＭＩＭＯ機器から選択される無線用途に関する機器において実現される、請求項１〜１１のいずれか１項に記載のフロントエンド回路。
13. 請求項１〜１２のいずれか１項に記載のフロントエンド回路を駆動するための方法であって、
    少なくとも１つのアクティブなアンテナポートを決定するステップと、
    少なくとも１つの非アクティブなアンテナポートを決定するステップと、
    最適なアンテナ性能に関してモードテーブルを調べるステップと、
    前記個別のアンテナスイッチの一致するスイッチング状態の選択および設定を介して、前記モードテーブルに従って、少なくとも１つの非アクティブなアンテナポートを開放、
    短絡、または個別に終端するステップとを備える、方法。