JPH077357A

JPH077357A - アンテナ整合回路

Info

Publication number: JPH077357A
Application number: JP14625793A
Authority: JP
Inventors: Kunio Arakawa; 邦雄荒川; Tsutomu Katsuyama; 力勝山
Original assignee: Oki Electric Industry Co Ltd
Current assignee: Oki Electric Industry Co Ltd
Priority date: 1993-06-17
Filing date: 1993-06-17
Publication date: 1995-01-10

Abstract

(57)【要約】【目的】ボディエフェクトによりアンテナの反射損失
が劣化し、携帯電話機等の通過域損失、ひいては送信出
力レベルや受信感度までもが劣化することを防止する。【構成】インピーダンスの不整合によって発生した反
射波は、方向性結合器６で取り出される。取り出された
反射波は、結合コンデンサＣ３を介して電圧に変換さ
れ、整合回路５内の可変容量ＶＣに印加される。これに
よって可変容量ＶＣの容量が変化し、したがって整合部
５の特性が変化する。これによってアンテナ１のインピ
ーダンスと内部回路のインピーダンスとの整合を取るこ
とができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、無線機、携帯電話機
などのアンテナに接続され、インピーダンスの整合をと
るためのアンテナ整合回路に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】無線機、携帯電話機など、無線伝送路に
よって通信を行う機器においては、内部の回路とアンテ
ナとのインピーダンスをとるため、アンテナ整合回路が
設けられている。以下、携帯電話機を例に、一般的に用
いられているアンテナ整合回路の構成を図２に示す。

【０００３】携帯電話機は、アンテナ１で受信した信号
を、デュープレクサ２を介して無線受信部３に結合す
る。また、無線送信部４で生成した信号を、デュープレ
クサ２を介してアンテナ１より送信する。アンテナ１と
デュープレクサ２との間に、インピーダンスマッチング
のためにアンテナ整合回路１０が配置されている。この
アンテナ整合回路１０を配置することにより、デュープ
レクサ２からアンテナ１を見た時のインピーダンスが５
０Ωとなるように設定される。

【０００４】アンテナ整合回路１０は、アンテナ１とデ
ュープレクサ２との間に挿入されるリアクタンスＬ１
と、それぞれ一端をこのリアクタンスＬ１の両端に接続
され、他端を設置される一対のキャパシタンスＣ１およ
びＣ２とから構成される。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上述したように、携帯
電話機のアンテナは設計上、デュープレクサからみて所
定のインピーダンスとなるように設定されている。しか
し、携帯電話機の使用中は、厳密に言えばアンテナから
地面に直接、接地することによって生じる容量と、アン
テナから人体を介して地面に接地することにより生じる
容量とが存在する。ただ、これらの容量のうち、後者は
これまでの携帯電話機ではほとんど問題にならないほど
微少であり、したがって携帯電話機の設計、使用に際し
てほとんど考慮する必要がなかった。

【０００６】しかしながら近年、携帯電話機の小型化、
軽量化等が要請されるようになり、これにともない携帯
電話機の使用中に、携帯電話機のアンテナは従来のもの
よりさらに人体に接近することとなる。このため、アン
テナから人体を介して地面に接地する容量が相対的に増
大し、空間インピーダンスの変動に関して無視できない
影響を及ぼすようになる。これは、ボディエフェクトと
称されることがある。このボディエフェクトにより、ア
ンテナのインピーダンスが変化し、アンテナの特性が変
化する。アンテナの特性変化とは、具体的にはゲインの
劣化と、反射損失の劣化である。反射損失が劣化する
と、アンテナの特性が変化するだけにとどまらず、デュ
ープレクサの送信帯域および受信帯域の通過域損失も大
幅に増加する。一例として、アンテナ整合回路が全反射
したと仮定すると、送信帯域において本来の特性から３
ｄＢ、受信帯域において本来の特性から４ｄＢ程度、特
性が劣化するという実験データがある。

【０００７】このため送信波の出力レベル、受信波の弱
電界時の受信感度までも劣化することになる。よってこ
の発明は、以上述べた問題点を解決し、ボディエフェク
トによるアンテナの特性変化およびデュープレクサの特
性変化を抑止するアンテナ整合回路を提供することを目
的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】よってこの発明は、無線
機器のアンテナに接続される整合部と、インピーダンス
の不整合によって生じる反射波を取り出す信号取り出し
部と、この信号取り出し部によって取り出された反射波
を電圧に変換する電圧変換部とを有し、この電圧変換部
にて発生した電圧を整合部に入力し、整合部の特性を可
変する構成としたものである。

【０００９】

【作用】整合部は、アンテナと内部回路とのインピーダ
ンス整合を取る。信号取り出し部は、アンテナの特性変
動によってインピーダンスが不整合となった場合に発生
する、内部回路からの反射波を取り出す。電圧変換部
は、取り出した反射波を電圧に変換し、この電圧を整合
部に印加する。この印加された電圧に応じて、整合部の
特性を可変する。

【００１０】

【実施例】図１に、この発明によるアンテナ整合回路の
構成を示す。図２に示したと同様、この発明のアンテナ
整合回路は携帯電話機のアンテナ１とデュープレクサ２
との間に配置されている。デュープレクサ２は、アンテ
ナ１で受信した信号を無線受信部３に結合し、また無線
送信部４で生成した信号をアンテナ１に結合すること
も、図２で示したと同様である。

【００１１】アンテナ１とデュープレクサ２との間に、
整合部５が配置されている。整合部５は、アンテナ１と
デュープレクサ２との間に挿入されるリアクタンスＬ
１、リアクタンスＬ１の両端に接続され、他端を接地さ
れる一対のキャパシタンスＣ１およびＣ２で構成され
る。この発明の整合部５は、さらに可変容量コンデンサ
ＶＤを備えている。可変容量コンデンサＶＤについて
は、後に詳しく述べる。

【００１２】送信信号は、方向性結合器６により取り出
される。方向性結合器６は、たとえばストリップライン
等で実現され、一端は接地抵抗Ｒ１を介して接地されて
おり、他端は結合コンデンサＣ３に接続する。この結合
コンデンサＣ３の他端は、検波ダイオードＤのカソード
に接続されている。方向性結合器６は任意の結合損失を
有しており、送信信号のうち反射波のみを取り出す。取
り出された反射波は結合コンデンサＣ３を介して、検波
ダイオードＤにより検波される。

【００１３】検波ダイオードＤのカソードには、抵抗Ｒ
２を介してバイアス電圧ＶＤが印加される。また、検波
ダイオードＤのカソードと抵抗Ｒ２との接続点には、抵
抗Ｒ３が接続される。この抵抗Ｒ３の他端は接地されて
いる。これらの抵抗Ｒ２および抵抗Ｒ３の値を規定する
ことによって、検波ダイオードＤに印加するバイアス電
圧を任意に設定することができる。

【００１４】検波ダイオードＤのアノード側には、コン
デンサＣ４、抵抗Ｒ４およびコンデンサＣ５で構成され
るローパスフィルタ７が接続されている。検波ダイオー
ドＤよりの出力波は、このローパスフィルタに与えら
れ、ここで検波ダイオードＤの出力波の検波電圧が取り
出される。こうして取り出された検波電圧は、可変容量
ダイオードＶＤのアノードに印加される。

【００１５】可変容量ダイオードＶＤとローパスフィル
タ７との接続点には、抵抗Ｒ５が接続される。この抵抗
Ｒ５の他端は接地されている。さらに、可変容量ダイオ
ードＶＤのカソード側には、抵抗Ｒ６が接続される。こ
の抵抗Ｒ６の他端は接地されている。これら抵抗Ｒ５お
よび抵抗Ｒ６の値を規定することによって、可変容量ダ
イオードＶＤへの印加電圧を任意に設定することができ
る。

【００１６】以上説明した回路構成において、アンテナ
１の特性が変化し、デュープレクサ２に対する整合部５
の反射損失が劣化した場合の動作を以下に説明する。

【００１７】ボディエフェクトによりアンテナの特性イ
ンピーダンスが変化すると、整合部５の反射損失が劣化
し、反射波の電力が増大する。この反射波を方向性結合
器６で取り出し、検波ダイオードＤに入力する。検波ダ
イオードＤの出力検波電圧は、入力された反射波の電力
によって変化する。この電圧を可変容量ダイオードＶＤ
に印加すると、可変容量ダイオードＶＤの容量が変化す
ることになる。可変容量ダイオードＶＤは、コンデンサ
Ｃ２と直列に接続されている。すなわち、可変容量ダイ
オードＶＤの容量が変化すると、これとコンデンサＣ３
とで構成される合成容量が変化することになり、整合部
５全体の定数が変化する。

【００１８】反射波の電力が増大すると、検波ダイオー
ドＤの出力検波電圧も高くなる。従って可変容量ダイオ
ードＶＤには高い電圧が印加されて容量が小さくなり、
コンデンサＣ２との合成容量も小さくなる。逆に反射波
の電力を減少すると、検波ダイオードＤの出力検波電圧
が低くなる。従って可変容量ダイオードＶＤに印加され
る電圧も低くなり、容量が大きくなる。この結果コンデ
ンサＣ２との合成容量も大きくなる。

【００１９】このように、ボディエフェクトによりアン
テナ１の特性が変化し、インピーダンスが変動したとし
ても、それによって生じる反射波を取り出して整合回路
にフィードバックを行い、整合回路の特性を変化させて
反射損失を補正する。このためデュープレクサからアン
テナを見たインピーダンスは、ボディエフェクトの影響
があっても常に一定に保たれる。したがってデュープレ
クサの送信帯域、および受信帯域の通過域損失の劣化を
防止することができる。

【００２０】

【発明の効果】以上説明したように、この発明のアンテ
ナ整合回路を携帯電話機に適用すれば、アンテナの特性
変化およびデュープレクサの特性変化を抑止し、送受信
帯域の通過域損失を補正し、特性の劣化を防止すること
ができる。なお、この発明は携帯電話機に限らず、無線
機等にも広く適用することが可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明のアンテナ整合回路の構成を示す図で
ある。

【図２】従来のアンテナ整合回路の構成を示す図であ
る。

【符号の説明】

１アンテナ２デュープレクサ３無線受信部４無線送信部５整合部６方向性結合器７ＬＰＦ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】無線機器のアンテナに接続されるアンテ
ナ整合回路において、前記アンテナに接続され、前記ア
ンテナの有するインピーダンスと無線機器の内部インピ
ーダンスとの整合を取る整合手段と、前記アンテナの入出力信号の反射波を取り出す結合手段
と、この結合手段によって取り出された反射波を電圧に変換
する電圧変換手段とを有し、この電圧変換手段にて変換
された電圧を前記整合手段に印加することで前記整合手
段の特性を可変する構成としたことを特徴とする、アン
テナ整合回路。
【請求項２】前記整合部は、前記電圧変換手段の出力
電圧を印加される可変容量を有することを特徴とする、
請求項１記載のアンテナ整合回路。
【請求項３】前記整合部は、前記電圧変換手段の出力
電圧を印加される可変容量と、この可変容量に直列に接
続される固定容量とを有することを特徴とする、請求項
１記載のアンテナ整合回路。