JP5761251B2 - Antenna device and communication device - Google Patents

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本発明は、可変容量素子によりアンテナ回路の共振周波数を変化させるアンテナ装置、およびそれを備えた通信装置に関する。   The present invention relates to an antenna device that changes a resonance frequency of an antenna circuit using a variable capacitance element, and a communication device including the antenna device.

近年、携帯電話機などの電子機器は、NFC(Near FieldCommunication)などの近距離無線通信機能を有している。このような電子機器は、一般的に、通信相手先のリーダライタ装置からの要求によりデータをパッシブで送受信するモード(以下、カードモードという。)と、アクティブ動作し、自身がリーダライタ装置となり、通信相手先にデータをアクティブに送信するモード(以下、リーダライタモードという。)とがある。   In recent years, electronic devices such as mobile phones have a short-range wireless communication function such as NFC (Near Field Communication). Such an electronic device generally operates in a mode in which data is passively transmitted / received in response to a request from a reader / writer device of a communication partner (hereinafter referred to as a card mode), and operates as a reader / writer device. There is a mode in which data is actively transmitted to a communication partner (hereinafter referred to as a reader / writer mode).

この二つのモードを有している場合、電子機器の小型化のために、一のアンテナコイルで、両モードを実現させることが一般的である。この場合、アンテナコイルが接続されている制御ICは、送信端子(Tx端子)の内部インピーダンスを、モードによって切り替える制御を行う。例えば、制御ICは、カードモードの場合にはTx端子をオープンにし、リーダライタモードの場合にはTx端子をショートする。このため、カードモードとリーダライタモードとで、アンテナコイルに接続される回路インピーダンスが異なり、各モードで同じ共振周波数とすることができない。   In the case of having these two modes, it is common to realize both modes with one antenna coil in order to reduce the size of the electronic device. In this case, the control IC to which the antenna coil is connected performs control to switch the internal impedance of the transmission terminal (Tx terminal) depending on the mode. For example, the control IC opens the Tx terminal in the card mode, and shorts the Tx terminal in the reader / writer mode. For this reason, the circuit impedance connected to the antenna coil differs between the card mode and the reader / writer mode, and the same resonance frequency cannot be obtained in each mode.

特許文献1には、アンテナコイルに可変容量素子を接続し、コントローラで可変容量素子の容量値を変化させ、アンテナコイルの共振周波数を調整する発明が開示されている。この特許文献1により、上記した異なるモードでも、同じ共振周波数とすることはできる。   Patent Document 1 discloses an invention in which a variable capacitance element is connected to an antenna coil, a capacitance value of the variable capacitance element is changed by a controller, and a resonance frequency of the antenna coil is adjusted. According to Patent Document 1, the same resonance frequency can be set even in the different modes described above.

特表2009−543442号公報Special table 2009-543442

しかしながら、特許文献1では、可変容量素子の容量値を変化させるためのコントローラが必要となり、そのコントローラに対して、制御プログラムを組み込む必要がある。このため、特許文献1では、コントローラの実装に手間およびコストを要する。   However, in Patent Document 1, a controller for changing the capacitance value of the variable capacitance element is required, and it is necessary to incorporate a control program into the controller. For this reason, in Patent Document 1, labor and cost are required for mounting the controller.

そこで、本発明の目的は、手間およびコストを要することなく、通信特性の劣化を防止できるアンテナ装置およびそれを備えた通信装置を提供することにある。   SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide an antenna device and a communication device including the antenna device that can prevent the deterioration of communication characteristics without requiring labor and cost.

本発明に係るアンテナ装置は、信号の入出力端子を有し、前記入出力端子から信号が入力される入力モードと、前記入出力端子から信号を出力する出力モードとで、前記入出力端子の内部インピーダンスを切り替えるインピーダンス切替回路と、前記入出力端子に接続されたアンテナ回路と、制御電圧が印加されて容量が変化し、前記アンテナ回路の共振周波数を変化させる可変容量素子と、前記入出力端子と前記アンテナ回路との間に接続され、前記入出力端子と前記アンテナ回路とのインピーダンス整合を行う整合回路と、前記入出力端子に生じる電圧に応じた制御電圧を、前記可変容量素子に印加する制御電圧印加回路と、を備え、前記制御電圧印加回路は、前記入出力端子から信号が出力される場合、前記アンテナ回路の共振周波数を、前記出力モードに対応する共振周波数にすべく、前記可変容量素子に印加する制御電圧を出力することを特徴とする。   The antenna device according to the present invention includes an input / output terminal for a signal, and an input mode in which a signal is input from the input / output terminal and an output mode in which a signal is output from the input / output terminal An impedance switching circuit that switches internal impedance; an antenna circuit connected to the input / output terminal; a variable capacitance element that changes a capacitance when a control voltage is applied and changes a resonance frequency of the antenna circuit; and the input / output terminal And a matching circuit for impedance matching between the input / output terminal and the antenna circuit, and a control voltage corresponding to a voltage generated at the input / output terminal is applied to the variable capacitance element. A control voltage application circuit, and when the control voltage application circuit outputs a signal from the input / output terminal, the resonance frequency of the antenna circuit Order to the resonant frequency corresponding to the output mode, and outputs a control voltage applied to the variable capacitance element.

出力モードでは、整合回路の付加によりアンテナ回路の共振周波数が変わることがあるが、上記構成により、アンテナ回路の共振周波数を出力モードに対応する共振周波数にすることで、入力モードおよび出力モードの何れでも、効率の良い通信を行える。また、アンテナ回路の共振周波数を調整するための可変容量素子に印加する制御電圧は、インピーダンス切替回路の入出力端子に生じる電圧から生成される。このため、制御電圧を印加するためのコントローラを必要とせず、回路形成の手間を省くことができる。   In the output mode, the resonant frequency of the antenna circuit may change due to the addition of the matching circuit. However, with the above configuration, the resonant frequency of the antenna circuit is set to the resonant frequency corresponding to the output mode. However, efficient communication can be performed. The control voltage applied to the variable capacitance element for adjusting the resonance frequency of the antenna circuit is generated from the voltage generated at the input / output terminal of the impedance switching circuit. For this reason, a controller for applying the control voltage is not required, and the time for circuit formation can be saved.

前記制御電圧印加回路は、前記入出力端子に生じる電圧を整流する整流回路であることが好ましい。   The control voltage application circuit is preferably a rectifier circuit that rectifies a voltage generated at the input / output terminal.

この構成では、簡易な回路により可変容量素子の容量値を制御できる。   In this configuration, the capacitance value of the variable capacitance element can be controlled by a simple circuit.

本発明によれば、可変容量素子の容量変化を制御するコントローラを実装するといった手間およびコストを要することなく、入力モードおよび出力モードの何れでも、効率の良い通信を行える。   According to the present invention, efficient communication can be performed in any of the input mode and the output mode without requiring time and cost of mounting a controller for controlling the capacitance change of the variable capacitance element.

実施形態1に係るアンテナ装置の回路図Circuit diagram of antenna apparatus according to embodiment 1 可変容量素子の回路図Circuit diagram of variable capacitance element リーダライタモードとカードモードとにおける磁界強度の周波数特性を示す図Diagram showing frequency characteristics of magnetic field strength in reader / writer mode and card mode 実施形態1に係るアンテナ装置を適用した無線通信装置の筐体内部の構造を示す図The figure which shows the structure inside the housing | casing of the radio | wireless communication apparatus to which the antenna apparatus which concerns on Embodiment 1 is applied. 実施形態2に係るアンテナ装置の回路図Circuit diagram of antenna apparatus according to embodiment 2 実施形態3に係るアンテナ装置の回路図Circuit diagram of antenna apparatus according to embodiment 3

(実施形態1)
図1は実施形態1に係るアンテナ装置の回路図である。以下に説明するアンテナ装置1はNFCモジュールの一例であり、カードモード(本発明に係る入力モード)とリーダライタモード(本発明に係る出力モード)との二つのモードで動作する。カードモードとは、アンテナ装置1はパッシブ動作し、通信相手先のリーダライタ装置からデータを受信し、また、通信相手先から電力を受けてデータを送信するモードである。リーダライタモードとは、アンテナ装置1はアクティブ動作し、自身がリーダライタ装置となり、通信相手先にデータを送信し、また、通信相手先からデータを受信するモードである。
(Embodiment 1)
FIG. 1 is a circuit diagram of an antenna device according to the first embodiment. The antenna device 1 described below is an example of an NFC module, and operates in two modes: a card mode (input mode according to the present invention) and a reader / writer mode (output mode according to the present invention). The card mode is a mode in which the antenna device 1 operates passively, receives data from the reader / writer device of the communication partner, and receives data from the communication partner and transmits data. The reader / writer mode is a mode in which the antenna device 1 performs an active operation, becomes itself a reader / writer device, transmits data to the communication partner, and receives data from the communication partner.

アンテナ装置1はRFIC10を備えている。RFIC10は高周波(RF)信号を処理する集積回路である。RFIC10は、送信端子であるTx1,Tx2端子を有し、Tx1,Tx2端子には、整合回路11を介してアンテナ回路12が接続されている。RFIC10は本発明に係るインピーダンス切替回路に相当し、Tx1,Tx2端子は本発明に係る入出力端子に相当する。   The antenna device 1 includes an RFIC 10. The RFIC 10 is an integrated circuit that processes radio frequency (RF) signals. The RFIC 10 has Tx1 and Tx2 terminals that are transmission terminals, and an antenna circuit 12 is connected to the Tx1 and Tx2 terminals via a matching circuit 11. The RFIC 10 corresponds to the impedance switching circuit according to the present invention, and the Tx1 and Tx2 terminals correspond to the input / output terminals according to the present invention.

アンテナ回路12は、コイルアンテナ12A、キャパシタC21および可変容量素子C22を備えた共振回路である。可変容量素子C22は、制御電圧(バイアス電圧)に応じて容量値が定まる容量素子であって、アンテナ回路12の共振周波数を所定周波数に定める。アンテナコイル12Aは通信相手のアンテナと電磁界結合して近距離通信のための送受信を行う。例えばNFC通信において中心周波数13.56MHzのHF帯を利用する場合には、アンテナ回路12の共振周波数は13.56MHzに定められる。   The antenna circuit 12 is a resonance circuit including a coil antenna 12A, a capacitor C21, and a variable capacitance element C22. The variable capacitance element C22 is a capacitance element whose capacitance value is determined according to a control voltage (bias voltage), and sets the resonance frequency of the antenna circuit 12 to a predetermined frequency. The antenna coil 12A performs electromagnetic field coupling with a communication partner antenna to perform transmission and reception for near field communication. For example, when the HF band having a center frequency of 13.56 MHz is used in NFC communication, the resonance frequency of the antenna circuit 12 is set to 13.56 MHz.

なお、可変容量素子C22とアンテナコイル12Aとで周波数調整が可能である場合、アンテナ回路12はキャパシタC21を備えていなくてもよい。   Note that when the frequency adjustment is possible with the variable capacitance element C22 and the antenna coil 12A, the antenna circuit 12 may not include the capacitor C21.

図2は可変容量素子C22の回路図である。可変容量素子C22は、RF信号が入出力されるポートP11,P12と、制御電圧が印加されるポート13と、グランドに接続されるポートP14とを有している。また、可変容量素子C22は、ポートP11−P12に接続された、容量素子C2a〜C2fおよび抵抗素子R11〜R19を有している。   FIG. 2 is a circuit diagram of the variable capacitor C22. The variable capacitance element C22 has ports P11 and P12 through which RF signals are input / output, a port 13 to which a control voltage is applied, and a port P14 connected to the ground. The variable capacitance element C22 includes capacitance elements C2a to C2f and resistance elements R11 to R19 connected to the ports P11 to P12.

容量素子C2a〜C2fは、対向する電極間に強誘電体膜が挟み込まれた強誘電体キャパシタである。強誘電体膜は印加される電界の強度に応じて分極量が変化して、見かけ上の誘電率が変化するので、制御電圧によって容量値を定められる。   The capacitive elements C2a to C2f are ferroelectric capacitors in which a ferroelectric film is sandwiched between opposing electrodes. Since the amount of polarization of the ferroelectric film changes according to the strength of the applied electric field and the apparent dielectric constant changes, the capacitance value can be determined by the control voltage.

抵抗素子R11〜R19の抵抗値は等しい。これらの抵抗素子R11〜R19は、容量素子C2a〜C2fに制御電圧を印加するとともに、ポートP11−P12間に印加されるRF信号がポートP13,P14へ漏れるのを抑制している。   The resistance values of the resistance elements R11 to R19 are equal. These resistance elements R11 to R19 apply a control voltage to the capacitive elements C2a to C2f, and suppress leakage of an RF signal applied between the ports P11 and P12 to the ports P13 and P14.

整合回路11は、Tx1,Tx2端子それぞれに接続された、EMCフィルタを構成するインダクタL11,L12およびキャパシタC11,C12を有している。また、整合回路11は、EMCフィルタに接続され、RFIC10とアンテナ回路12とのインピーダンス整合用の素子としてのキャパシタC13,C14を有している。整合回路11のEMCフィルタは、アンテナ装置1がリーダライタモードである場合に、アンテナ回路12から送信される信号の高調波を除去する。このEMCフィルタの遮断周波数は、アンテナ回路の共振周波数が13.56MHzに定められる場合、例えば16MHz付近に設定されている。   The matching circuit 11 includes inductors L11 and L12 and capacitors C11 and C12 constituting an EMC filter connected to the Tx1 and Tx2 terminals, respectively. The matching circuit 11 is connected to an EMC filter, and includes capacitors C13 and C14 as elements for impedance matching between the RFIC 10 and the antenna circuit 12. The EMC filter of the matching circuit 11 removes harmonics of the signal transmitted from the antenna circuit 12 when the antenna device 1 is in the reader / writer mode. The cutoff frequency of the EMC filter is set, for example, in the vicinity of 16 MHz when the resonance frequency of the antenna circuit is set to 13.56 MHz.

RFIC10のTx1端子には整流回路13が接続されている。この整流回路13は、本発明に係る制御電圧印加回路に相当する。整流回路13は、ダイオードD1、キャパシタC3および抵抗R1を含んでいる。整流回路13は、RFIC10のTx1端子に生じる電圧を整流し、制御電圧として可変容量素子C22のポートP13に印加する。   A rectifier circuit 13 is connected to the Tx1 terminal of the RFIC 10. The rectifier circuit 13 corresponds to a control voltage application circuit according to the present invention. The rectifier circuit 13 includes a diode D1, a capacitor C3, and a resistor R1. The rectifier circuit 13 rectifies the voltage generated at the Tx1 terminal of the RFIC 10 and applies it to the port P13 of the variable capacitance element C22 as a control voltage.

制御電圧を出力する整流回路13、および、その制御電圧が印加される可変容量素子C22は、RFIC10がリーダライタモードである場合、アンテナ回路12の共振周波数を13.56MHzとすべく、可変容量素子C22の容量値を変化するよう構成されている。したがって、制御電圧を印加して、可変容量素子C22の容量値を変化させるためのコントローラを別途必要としない。また、制御電圧の印加制御機能をRFIC10に持たせるために、RFIC10に制御プログラムを組み込む必要もない。これにより、手間およびコストを要することなく、可変容量素子C22へ制御電圧を印加して、その容量値を変化させることができる。   When the RFIC 10 is in the reader / writer mode, the rectifier circuit 13 that outputs the control voltage and the variable capacitor C22 to which the control voltage is applied are arranged so that the resonance frequency of the antenna circuit 12 is 13.56 MHz. The capacitance value of C22 is changed. Therefore, a separate controller for applying the control voltage and changing the capacitance value of the variable capacitance element C22 is not required. Further, since the RFIC 10 has a control voltage application control function, it is not necessary to incorporate a control program in the RFIC 10. As a result, it is possible to change the capacitance value by applying the control voltage to the variable capacitance element C22 without labor and cost.

また、RFIC10は受信端子であるRx端子を有し、このRx端子には、抵抗R2およびキャパシタC4の直列回路を介して、アンテナ回路12が接続されている。RFIC10は、Rx端子に入力されるハイ・ローの電圧から、アンテナ回路12が受信したデータ情報を読み取る。   The RFIC 10 has an Rx terminal that is a receiving terminal, and the antenna circuit 12 is connected to the Rx terminal via a series circuit of a resistor R2 and a capacitor C4. The RFIC 10 reads data information received by the antenna circuit 12 from high and low voltages input to the Rx terminal.

さらに、RFIC10は、直流バイアスを出力するTb端子を有し、Tb端子には、キャパシタC5および抵抗R3が接続されている。Tb端子が直流バイアスを出力することで、Rx端子に入力される電圧に、その直流バイアスが重畳され、アンテナ回路12が受信したデータ情報を読み取るRFIC10での信号処理を行いやすくしている。なお、抵抗R3がキャパシタC4に接続されていることで、キャパシタC4が直流バイアス電圧をカットとし、アンテナ回路12側に直流バイアスによる影響が及ぶことを防止している。   Further, the RFIC 10 has a Tb terminal that outputs a DC bias, and a capacitor C5 and a resistor R3 are connected to the Tb terminal. When the Tb terminal outputs a DC bias, the DC bias is superimposed on the voltage input to the Rx terminal, so that the signal processing in the RFIC 10 that reads the data information received by the antenna circuit 12 is facilitated. The resistor R3 is connected to the capacitor C4, so that the capacitor C4 cuts the DC bias voltage and prevents the antenna circuit 12 from being affected by the DC bias.

上記のように構成されたアンテナ装置1において、RFIC10は、リーダライタモードとカードモードとで、Tx1−Tx2端子間をオープンまたはショートさせることによって、Tx1−Tx2端子間の内部インピーダンスを切り替える切替処理を行う。具体的には、アンテナ装置1がリーダライタモードで動作する場合、RFIC10は、Tx1−Tx2端子間をショートにし、各Tx1,Tx2端子から高周波電力を出力する。一方、アンテナ装置1がカードモードで動作する場合、RFIC10は、Tx1−Tx2端子間をオープンさせて、換言すると、Tx1−Tx2端子間に負荷を接続して負荷変調を行う。   In the antenna device 1 configured as described above, the RFIC 10 performs a switching process for switching the internal impedance between the Tx1 and Tx2 terminals by opening or shorting between the Tx1 and Tx2 terminals in the reader / writer mode and the card mode. Do. Specifically, when the antenna device 1 operates in the reader / writer mode, the RFIC 10 shorts between the Tx1 and Tx2 terminals and outputs high-frequency power from each of the Tx1 and Tx2 terminals. On the other hand, when the antenna device 1 operates in the card mode, the RFIC 10 opens the terminals between the Tx1 and Tx2 terminals, in other words, performs load modulation by connecting a load between the Tx1 and Tx2 terminals.

図3はリーダライタモードとカードモードとにおける磁界強度の周波数特性を示す図である。   FIG. 3 is a diagram showing the frequency characteristics of the magnetic field strength in the reader / writer mode and the card mode.

図3の一点鎖線で示す特性は、カードモードにおける磁界強度の周波数特性を示す。上述のように、整合回路11はEMCフィルタを有している。このEMCフィルタは、16MHzの高調波を除去するよう設定されている。したがって、カードモードでは、アンテナ装置1の共振周波数は、アンテナ回路12の共振周波数f1(13.56MHz)と、EMCフィルタの遮断周波数f2(16MHz)とになる。   The characteristic indicated by the one-dot chain line in FIG. 3 indicates the frequency characteristic of the magnetic field strength in the card mode. As described above, the matching circuit 11 has an EMC filter. This EMC filter is set to remove 16 MHz harmonics. Therefore, in the card mode, the resonance frequency of the antenna device 1 is the resonance frequency f1 (13.56 MHz) of the antenna circuit 12 and the cutoff frequency f2 (16 MHz) of the EMC filter.

図3の実線で示す特性は、リーダライタモードにおける磁界強度の周波数特性を示す。また、図3の破線で示す特性は、仮に整流回路13を設けない場合のリーダライタモードにおける磁界強度の周波数特性である。整合回路11のEMCフィルタは、高調波を除去するよう設定されている。このため、リーダライタモードでは、このEMCフィルタがアンテナ回路12の共振周波数f1に影響を及ぼす。この結果、リーダライタモードでは、図3の破線で示すように、アンテナ装置1の共振周波数はf0(14.7MHz)となり、リーダライタモードでの13.56MHzを中心とする通信信号周波数帯からずれるので、通信特性が低下する。本発明では、整流回路13を設けて可変容量素子C22の容量値を変化させることで、図3の実線で示すように、アンテナ装置1の共振周波数がf1(13.56MHz)となるように調整(シフト)する。   The characteristic indicated by the solid line in FIG. 3 indicates the frequency characteristic of the magnetic field strength in the reader / writer mode. 3 is a frequency characteristic of the magnetic field strength in the reader / writer mode when the rectifier circuit 13 is not provided. The EMC filter of the matching circuit 11 is set to remove harmonics. For this reason, in the reader / writer mode, the EMC filter affects the resonance frequency f1 of the antenna circuit 12. As a result, in the reader / writer mode, as shown by the broken line in FIG. 3, the resonance frequency of the antenna device 1 is f0 (14.7 MHz), which deviates from the communication signal frequency band centered on 13.56 MHz in the reader / writer mode. As a result, communication characteristics deteriorate. In the present invention, the resonance frequency of the antenna device 1 is adjusted to f1 (13.56 MHz) by providing the rectifier circuit 13 and changing the capacitance value of the variable capacitance element C22, as shown by the solid line in FIG. (shift.

以上のように、アンテナ装置1の共振周波数は、リーダライタモードおよびカードモードの何れでも、アンテナ回路12の共振周波数f1(13.56MHz)となるため、効率よく通信を行える。また、共振周波数を調整するための可変容量素子C22に印加する制御電圧は、RFIC10のTx1端子に生じる電圧を整流したものであるため、制御電圧を印加するためのコントローラを設ける必要がない。   As described above, since the resonance frequency of the antenna device 1 is the resonance frequency f1 (13.56 MHz) of the antenna circuit 12 in both the reader / writer mode and the card mode, communication can be performed efficiently. Further, since the control voltage applied to the variable capacitance element C22 for adjusting the resonance frequency is obtained by rectifying the voltage generated at the Tx1 terminal of the RFIC 10, there is no need to provide a controller for applying the control voltage.

なお、本実施形態では、リーダライタモードでのアンテナ装置1の共振周波数を、アンテナ回路12の共振周波数f1(13.56MHz)に一致させているが、完全一致していなくても、通信特性に影響が及ばない範囲で、アンテナ装置1の共振周波数がf1(13.56MHz)に近づいていればよい。   In this embodiment, the resonance frequency of the antenna device 1 in the reader / writer mode is made to coincide with the resonance frequency f1 (13.56 MHz) of the antenna circuit 12. It suffices if the resonance frequency of the antenna device 1 is close to f1 (13.56 MHz) as long as the influence is not exerted.

また、カードモードであるアンテナ装置1に通信相手が近接した際に、アンテナ回路12から、キャパシタC13およびインダクタL11を通る経路で、整流回路13に電圧が入力され、それによって、可変容量素子C22の容量値が変化する場合がある。この場合、アンテナ回路12の共振周波数が13.56MHzからずれることになるが、アンテナ装置1が通信相手から受ける電力は大きいので、RFIC10には、データを読み取れるのに十分な電力が入力される。   When a communication partner approaches the antenna device 1 in the card mode, a voltage is input from the antenna circuit 12 to the rectifier circuit 13 through a path passing through the capacitor C13 and the inductor L11. The capacitance value may change. In this case, although the resonance frequency of the antenna circuit 12 deviates from 13.56 MHz, since the power received by the antenna device 1 from the communication partner is large, power sufficient to read data is input to the RFIC 10.

図4は本実施形態に係るアンテナ装置1を適用した無線通信装置の筐体内部の構造を示す図である。図4では、無線通信装置100の上部筐体91と下部筐体92とを分離して内部を露出させた状態での平面図である。   FIG. 4 is a diagram showing the internal structure of a wireless communication device to which the antenna device 1 according to this embodiment is applied. FIG. 4 is a plan view of the wireless communication apparatus 100 with the upper housing 91 and the lower housing 92 separated and the inside exposed.

上部筐体91の内部には回路基板71,81、バッテリーパック83等が収められている。回路基板71には、RFIC10、整合回路11、および整流回路13等が実装されている。この回路基板71にはUHF帯アンテナ72、カメラモジュール76等も搭載されている。また、回路基板81にはUHF帯アンテナ82等が搭載されている。回路基板71と回路基板81とは同軸ケーブル84を介して接続されている。   Circuit boards 71 and 81, a battery pack 83, and the like are housed inside the upper housing 91. On the circuit board 71, the RFIC 10, the matching circuit 11, the rectifier circuit 13, and the like are mounted. A UHF band antenna 72, a camera module 76, and the like are also mounted on the circuit board 71. In addition, a UHF band antenna 82 and the like are mounted on the circuit board 81. The circuit board 71 and the circuit board 81 are connected via a coaxial cable 84.

下部筐体92には、カメラモジュール76のレンズが光学的に露出する開口92Aが形成されている。さらに、下部筐体92には、面状導体であるアンテナコイル12Aが、開口92Aを囲うように設けられている。このアンテナコイル12AにはRFIC10等が接続されている。このアンテナコイル12AとRFIC10等とにより、本実施形態に係るアンテナ装置1を構成している。   In the lower housing 92, an opening 92A through which the lens of the camera module 76 is optically exposed is formed. Furthermore, the lower casing 92 is provided with an antenna coil 12A, which is a planar conductor, so as to surround the opening 92A. An RFIC 10 or the like is connected to the antenna coil 12A. The antenna device 12 according to this embodiment is configured by the antenna coil 12A, the RFIC 10, and the like.

(実施形態2)
図5は実施形態2に係るアンテナ装置の回路図である。この例では、アンテナ装置2は、実施形態1と同様に、RFIC10、整合回路11およびアンテナ回路12などを備えている。また、アンテナ装置2は、ダイオードD1,D2、キャパシタC3および抵抗R1を有する整流回路15を備えている。
(Embodiment 2)
FIG. 5 is a circuit diagram of the antenna device according to the second embodiment. In this example, the antenna device 2 includes an RFIC 10, a matching circuit 11, an antenna circuit 12, and the like, as in the first embodiment. The antenna device 2 includes a rectifier circuit 15 having diodes D1 and D2, a capacitor C3, and a resistor R1.

この整流回路15は、RFIC10のTx1端子およびTx2端子それぞれに生じる電圧を整流し、制御電圧として可変容量素子C22に印加する。可変容量素子C22は実施形態1と同様の構成である。すなわち、整流回路15はRFIC10から出力される交流電圧を全波整流する。これにより、可変容量素子C22には、リップルが低減された制御電圧が印加されることになり、安定した可変容量素子C22の容量制御ができる。   The rectifier circuit 15 rectifies voltages generated at the Tx1 terminal and the Tx2 terminal of the RFIC 10 and applies them to the variable capacitor C22 as a control voltage. The variable capacitor C22 has the same configuration as that of the first embodiment. That is, the rectifier circuit 15 performs full-wave rectification on the AC voltage output from the RFIC 10. As a result, a control voltage with reduced ripple is applied to the variable capacitance element C22, and stable capacitance control of the variable capacitance element C22 can be performed.

(実施形態3)
図6は実施形態3に係るアンテナ装置の回路図である。この例では、アンテナ装置3が備えるRFIC10のTx端子には、整合回路16を介してアンテナ回路17が接続されている。
(Embodiment 3)
FIG. 6 is a circuit diagram of the antenna device according to the third embodiment. In this example, the antenna circuit 17 is connected to the Tx terminal of the RFIC 10 included in the antenna device 3 via the matching circuit 16.

アンテナ回路17は、一端がグランドに接続されたコイルアンテナ12A、キャパシタC21および可変容量素子C22が並列に接続された共振回路である。各素子については、実施形態1と同様であるため、説明は省略する。   The antenna circuit 17 is a resonance circuit in which a coil antenna 12A, one end of which is connected to the ground, a capacitor C21, and a variable capacitance element C22 are connected in parallel. About each element, since it is the same as that of Embodiment 1, description is abbreviate | omitted.

整合回路16は、Tx端子に接続された、EMCフィルタを構成するインダクタL11およびキャパシタC11を有している。また、整合回路16は、EMCフィルタに接続され、RFIC10とアンテナ回路17とのインピーダンス整合用の素子としてのキャパシタC13を有している。このように、非平衡回路にも同様に適用できる。   The matching circuit 16 includes an inductor L11 and a capacitor C11 that form an EMC filter and are connected to the Tx terminal. The matching circuit 16 is connected to an EMC filter, and includes a capacitor C13 as an element for impedance matching between the RFIC 10 and the antenna circuit 17. Thus, the present invention can be similarly applied to a non-balanced circuit.

1,2,3−アンテナ装置
10−RFIC(インピーダンス切替回路)
11,16−整合回路
12,17−アンテナ回路
12A−アンテナコイル
13,15−整流回路(電圧印加回路)
71,81−回路基板
76−カメラモジュール
82−UHF帯アンテナ
83−バッテリーパック
84−同軸ケーブル
91−上部筐体
92−下部筐体
92A−開口
100−無線通信装置
C3,C4,C5,C11,C12,C13,C14,C21−キャパシタ
C22−可変容量素子
L11,L12−インダクタ
D1,D2−ダイオード
R1,R2,R3−抵抗
1,2,3-antenna device 10-RFIC (impedance switching circuit)
11, 16-matching circuit 12, 17-antenna circuit 12A-antenna coil 13, 15-rectifier circuit (voltage application circuit)
71, 81-Circuit board 76-Camera module 82-UHF band antenna 83-Battery pack 84-Coaxial cable 91-Upper casing 92-Lower casing 92A-Opening 100-Wireless communication devices C3, C4, C5, C11, C12 , C13, C14, C21-capacitor C22-variable capacitance elements L11, L12-inductors D1, D2-diodes R1, R2, R3-resistance

Claims (3)

信号の入出力端子を有し、前記入出力端子から信号が入力される入力モードと、前記入出力端子から信号を出力する出力モードとで、前記入出力端子の内部インピーダンスを切り替えるインピーダンス切替回路と、
前記入出力端子に接続されたアンテナ回路と、
制御電圧が印加されて容量が変化し、前記アンテナ回路の共振周波数を変化させる可変容量素子と、
前記入出力端子と前記アンテナ回路との間に接続され、前記入出力端子と前記アンテナ回路とのインピーダンス整合を行う整合回路と、
前記入出力端子に生じる電圧に応じた制御電圧を、前記可変容量素子に印加する制御電圧印加回路と、
を備え、
前記制御電圧印加回路は、
前記入出力端子から信号が出力される場合、前記アンテナ回路の共振周波数を、前記出力モードに対応する共振周波数にすべく、前記可変容量素子に印加する制御電圧を出力する、
アンテナ装置。
An impedance switching circuit having an input / output terminal for a signal, and switching an internal impedance of the input / output terminal between an input mode in which the signal is input from the input / output terminal and an output mode in which the signal is output from the input / output terminal; ,
An antenna circuit connected to the input / output terminal;
A variable capacitance element that changes a capacitance when a control voltage is applied, and changes a resonance frequency of the antenna circuit;
A matching circuit that is connected between the input / output terminal and the antenna circuit and performs impedance matching between the input / output terminal and the antenna circuit;
A control voltage application circuit for applying a control voltage corresponding to the voltage generated at the input / output terminal to the variable capacitance element;
With
The control voltage application circuit includes:
When a signal is output from the input / output terminal, a control voltage to be applied to the variable capacitance element is output so that the resonance frequency of the antenna circuit is a resonance frequency corresponding to the output mode.
Antenna device.
前記制御電圧印加回路は、前記入出力端子に生じる電圧を整流する整流回路である、請求項1に記載のアンテナ装置。   The antenna device according to claim 1, wherein the control voltage application circuit is a rectifier circuit that rectifies a voltage generated at the input / output terminal. 請求項1または2に記載のアンテナ装置を備えた通信装置。   A communication device comprising the antenna device according to claim 1.
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