JPH06284036A - 無線通信装置のアンテナ回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明の目的は、消費電流を増加させず、か
つ歪みをおこすような大信号を減衰させることのできる
無線通信装置のアンテナ回路を提供することである。 【構成】 平板２２とアース板２１とはそれぞれの面が
対向するように配置され、両者の間は幅Ｗの短絡板２３
により短絡されている。また、短絡板２３と平行な位置
に平板２１とアース板２１とを短絡するスイッチＳＷ１
及びＳＷ２が設けられている。大信号を受信して歪みが
発生した場合には、スイッチＳＷ１、ＳＷ２を操作して
平板２２とアース板２１とを短絡し、平板２２、アース
板２１及び短絡板２３により構成されるアンテナ１１の
共振周波数を変化させる。これにより、共振周波数の変
化分だけ同調がずれ、その分受信信号が減衰される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、大信号受信時に、受信
信号を減衰させる機能を備えた無線通信装置のアンテナ
回路に関する。

【０００２】

【従来の技術】図３は従来の携帯用無線通信装置の概略
構成を示す図である。同図において、１は送受信兼用の
アンテナ、２はアンテナ１を送信系回路側または受信系
回路側のいずれかに切り換えるためのアンテナスイッチ
回路である。

【０００３】アンテナスイッチ回路２の受信系回路側端
子ＲＸには、減衰器（ＡＴＴ）３が接続され、その後段
には低雑音増幅器（ＬＮＡ）４，さらにその後段にはミ
キシング回路（ＭＩＸ）５が接続されている。一方、ア
ンテナスイッチ回路２の送信系回路側端子ＴＸには、送
信用の電力増幅器（ＰＡ）６が接続されている。そし
て、アンテナ１で捉えた受信信号は、端子ＲＸを通過し
て減衰器３を通って、低雑音増幅器４で増幅されたの
ち、ミキシング回路５にて中間周波信号に変換され、図
示しない復調回路で元の信号に復調される。

【０００４】このような携帯用無線通信装置では、小
型、軽量化を図るために、電源電圧は一般に低く抑えら
れているのでダイナミックレンジが小さく、大信号受信
時にミキシング回路５で歪みが発生して受信状態が悪化
してしまうという問題点があった。

【０００５】そこで、従来は、大信号受信時には減衰器
３を動作させ、信号を減衰させて歪の発生を抑制するよ
うにしていた。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、この種の減
衰器３にはＰＩＮダイオ−ドが用いられていることが多
く、このＰＩＮダイオ−ドは、小信号受信時における挿
入損失を小さくするために、大きな電流を流す必要があ
ることから、無線機の電源の電池の寿命が短くなるとい
う欠点があった。

【０００７】本発明の目的は、消費電流を増加させず、
かつ歪を起こすような大信号を減衰させることができる
無線通信装置のアンテナ回路を実現することである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明のアンテナ回路
は、アンテナの共振周波数あるいは給電点インピーダン
スを変化させるスイッチ手段を設け、通常時は、共振周
波数あるいは給電点インピーダンスを目的の周波数の信
号を受信できるようにしておいて、大信号受信時は、ス
イッチ手段を短絡または開放することでアンテナの共振
周波数あるいは給電点インピーダンスを受信信号に対し
てミスマッチ状態となるようにする。

【０００９】例えば、アンテナが、所定間隔隔てられ互
いに対向するように配置されたアース板及び平板と、そ
のアース板と平板とを短絡する所定幅の短絡板とからな
る場合、スイッチ手段によりアース板と平板とを短絡す
ることで短絡板の実質的な幅を変化させ、共振周波数ま
たは給電点インピーダンスを大信号に対してミスマッチ
状態になるようにする。

【００１０】

【作用】本発明では、大信号受信時に、例えばスイッチ
手段を短絡してアンテナの共振周波数あるいは給電点イ
ンピーダンスを変化させて、受信信号に対するアンテナ
回路の共振周波数をずらし、入力される大信号に対して
ミスマッチ状態とすることで受信信号を減衰させるよう
にしている。

【００１１】したがって、ＰＩＮダイオ−ドを用いた従
来の減衰器と異なり、消費電流を増加させず、大信号を
適正な信号レベルに減衰させることができる。

【００１２】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図面を参照しなが
ら説明する。図１は本発明の一実施例による携帯用無線
通信装置、例えばパーソナル通信の携帯電話機の概略構
成を示す図である。同図において、１１は送受信兼用の
アンテナ、１２はアンテナ１１を送信系回路側または受
信系回路側のいずれかに切り換えるアンテナスイッチ回
路である。

【００１３】アンテナスイッチ回路１２の受信系回路側
端子ＲＸには、低雑音増幅器（ＬＮＡ）１３が接続さ
れ、その後段にはミキシング回路（ＭＩＸ）１４が接続
されている。一方、アンテナスイッチ回路１２の送信系
回路側端子ＴＸには、送信用の電力増幅器１５が接続さ
れている。これら低雑音増幅器１３、ミキシング回路１
４、送信用の電力増幅器１５などは、図３で示した従来
の低雑音増幅器４、ミキシング回路５、送信用の電力増
幅器６などと同様のものである。

【００１４】図２は本実施例のアンテナ１１の構成を示
すもので、この実施例では、逆Ｆアンテナを用いた例を
説明する。同図において、２１はア−ス板、２２はこの
ア−ス板２１の面に対して長さＨの間隔を置いて、それ
ぞれの面が対向する如く配置された平板である。この平
板２２には以下の説明をわかりやすくするため、各辺に
ａ１，ａ２，ａ３，ａ４と符号を付し、これら各辺のう
ち辺ａ１，ａ２で形成される角点にｐ１という符号を付
すことにする。

【００１５】そして、平板２２の辺ａ１とア−ス板２１
の面上には、幅Ｗ（平板２２の角点ｐ１から辺ａ１方向
への長さ）、高さＨ（ア−ス板２１と平板２２の間の間
隔）の四辺形の短絡板２３が介在され、この短絡板２３
によって、平板２２とア−ス板２１とを短絡している。
また、平板２２の角点ｐ１から距離Ｆの辺ａ２上の位置
を給電点Ｋとし、この給電点Ｋには同軸ケーブルなどか
らなる給電線２４が接続される。平板２２の給電点Ｋに
は給電線２４の芯線２４ａが接続され、アース板２１に
はシ−ルド線２４ｂが接続されている。

【００１６】短絡板２３の幅Ｗは、逆Ｆアンテナ１１の
共振周波数あるいは給電点インピダンスが、受信すべき
信号の周波数と一致するような値に予め設定されてい
る。このような逆Ｆアンテナ１１に、本実施例では、ア
−ス板２１と平板２２の間に、両者間を短絡状態または
開放状態とする２個のスイッチＳＷ１，ＳＷ２を設けて
いる。すなわち、スイッチＳＷ１，ＳＷ２は、平板２２
の短絡板２３が設けられた辺ａ１とア−ス板２１の面上
との間に設けられ、スイッチＳＷ１は平板２２の角点ｐ
１から距離Ｘ１の位置の辺ａ１とア−ス板２１の面上と
の間に設けられ、スイッチＳＷ２は平板２２の角点ｐ１
から距離Ｘ２の位置の辺ａ１とア−ス板２１の面上との
間に設けられている。ここで、短絡板２３の幅ＷとＸ
１，Ｘ２の関係はＷ＜Ｘ１＜Ｘ２なっている。なお、ス
イッチＳＷ１，ＳＷ２は、通常時は開放（オフ状態）と
なっている。

【００１７】このような構成において、次にその動作を
説明する。スイッチＳＷ１，ＳＷ２は、通常時は開放と
なっており、この状態では、平板２２はア−ス板２１に
対して短絡板２３によって、幅Ｗで短絡されている。こ
の場合、この逆Ｆアンテナ１１の共振周波数あるいは給
電点インピダンスは、短絡板の幅Ｗによって決められた
値となっており、アンテナは通常の信号を受信する状態
となっている。

【００１８】大信号を受信して歪が発生した場合には、
まず、スイッチＳＷ１をオン操作する。このスイッチＳ
Ｗ１は平板２２の角点ｐ１から距離Ｘ１の位置の辺ａ１
とア−ス板２１の面上との間に設けられているので、短
絡板２３の幅ＷがＸ１に増加したのと等価になる。これ
により、アンテナの共振周波数あるいは給電点インピダ
ンスが変化し、受信信号にマッチングした状態から、共
振周波数あるいは給電点インピーダンスの変化分だけ同
調がずれた状態となり、その分受信信号を減衰させるこ
とができる。

【００１９】また、スイッチＳＷ１をオンしても歪みが
あまり改善されないときは、次にスイッチＳＷ２をオン
する。このスイッチＳＷ２は平板２２の角点ｐ１から距
離Ｘ２（Ｘ１＜Ｘ２）の辺ａ１とア−ス板２１の面上と
の間に設けられているので、短絡板２３の幅ＷがＸ２に
増加したのと等価になる。これにより、アンテナの共振
周波数あるいは給電点インピダンスを、短絡板２３のみ
で短絡されている場合、またはスイッチＳＷ１で短絡し
た場合に比べてさらに変化させることができ、受信信号
をさらに減衰させることが可能となる。

【００２０】これにより、受信部で歪が発生するような
大信号が受信されたときは、まず、スイッチＳＷ１をオ
ン操作して、受信状態の様子を見て、さらに受信信号を
減衰させたいときは、スイッチＳＷ２をオン操作させる
というような操作を行う。また、歪が相当大きいとき
は、最初からスイッチＳＷ２をオン操作するようにして
もよい。

【００２１】したがって、受信部に歪を引き起こすよう
な大信号受信時には、その受信信号の大きさによって、
スイッチＳＷ１，ＳＷ２を選択的にオンさせることによ
り、信号信号を適切なレベルまで減衰させることができ
る。

【００２２】なお、上記実施例では２個のスイッチＳＷ
１，ＳＷ２を設け、２段階の減衰を可能とする例を示し
たが、スイッチの数は２個に限られるものではなく、１
個のみあるいは３個以上としてもよいことは言うまでも
ない。スイッチの数を多くすることにより、さらに幅広
い減衰状態を作りだすことができる。

【００２３】また、上記実施例では、アンテナ１１の共
振周波数あるいは給電点インピダンスを所定の値に設定
する手段としてのスイッチＳＷ１，ＳＷ２は、機械的な
スイッチとし、大信号受信時には人間がそれを検知し
て、スイッチＳＷ１，ＳＷ２を選択的にオン操作するよ
うにしたが、スイッチＳＷ１，ＳＷ２は、トランジスタ
などのスイッチング素子を用い、受信部に歪を引き起こ
すような大信号を検出したならスイッチング素子を動作
させるようにしてもよい。この場合、受信部に歪を引き
起こすような大信号を検出してスイッチング素子を動作
させる手段としては、次のような手段がある。

【００２４】まず、図１で示したミキシング回路１４の
入出力信号が直線的に変化しているか否かを検出し、直
線的に変化していないときには受信信号が受信部に歪を
引き起こすような大信号であると判定し、その判定出力
をスイッチング素子に対して制御信号として与え、スイ
ッチング素子をオンさせる。そして、スイッチング素子
を複数個設ける場合は、受信信号の大きさに応じてスイ
ッチング素子を選択的にオンさせるようにする。

【００２５】また、これとは別に次のような手段を設け
てもよい。すなわち、この種の無線通信装置は、図１で
示した中間周波出力の後段に、図示されていない復調回
路があり、この復調回路で受信信号を復調して、もとの
ディジタル信号とし、エラ−の訂正を行うというような
処理を行うが、そのエラ−率の大きさと受信信号のレベ
ルの大きさから、受信信号が歪を引き起こすような大信
号であるか否かを判定する。なお、エラ−率の増加は、
大信号受信時の信号の歪みによるものばかりでなく他の
要因でも発生するので、受信信号のレベルが予め設定さ
れた閾値以上でかつエラ−率が大きいとき、大信号を受
信したものと判定し、その判定結果をスイッチング素子
のオン、オフを制御する制御信号として与るようにす
る。

【００２６】このように、共振周波数あるいは給電点イ
ンピダンスを可変させる手段としては、トランジスタな
どの電子的なスイッチング素子を用いても、上述した実
施例と同様に、大信号を減衰させることが可能となり、
この場合は、自動的に減衰操作を行うことが可能とな
る。

【００２７】

【発明の効果】本発明によれば、アンテナの共振周波数
あるいは給電点インピダンスを可変できるスイッチ手段
をアンテナ回路に設け、大信号受信時には、そのスイッ
チ手段を短絡または開放して、共振周波数あるいは給電
点インピダンスを変化させて受信信号を適正な信号レベ
ルに減衰させるさせることができる。また、消費電流が
増大するＰＩＮダイオ−ドなどを用いた減衰器が不要と
なるので、無線通信装置の消費電流を少なくして、電源
となる電池の寿命を延ばすことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例による携帯用無線通信端末装
置の概略的な構成図ある。

【図２】実施例の逆Ｆアンテナの構成を示す図である。

【図３】従来の携帯用無線通信端末装置の概略的な構成
図ある。

【符号の簡単な説明】

１１・・・アンテナ ２１・・・ア−ス板 ２２・・・平板 ２３・・・短絡板 ＳＷ１，ＳＷ２・・・スイッチ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 大信号受信時に、アンテナの共振周波数
   あるいは給電点インピーダンスを受信信号に対してミス
   マッチ状態となるように切り換えるスイッチ手段を設
   け、受信信号を減衰させるようにしたことを特徴とする
   無線通信装置のアンテナ回路。
2. 【請求項２】 前記アンテナは、所定間隔隔てられ互い
   の面が対向するように配置されたア−ス板および平板
   と、そのアース板と平板とを所定の幅で短絡する短絡板
   とからなり、 前記スイッチ手段は、前記アース板と平板との間を短絡
   または開放することで、前記アンテナの短絡板の幅を変
   化させ、該アンテナの共振周波数あるいは給電点インピ
   ーダンスを変化させることを特徴とする請求項１記載の
   無線通信装置のアンテナ回路。