JPH09307344A - Plane antenna - Google Patents

Plane antenna

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JPH09307344A
JPH09307344A JP14114396A JP14114396A JPH09307344A JP H09307344 A JPH09307344 A JP H09307344A JP 14114396 A JP14114396 A JP 14114396A JP 14114396 A JP14114396 A JP 14114396A JP H09307344 A JPH09307344 A JP H09307344A
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planar antenna
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Yoshio Koyanagi
Koichi Ogawa
Masazumi Yamazaki
晃一 小川
芳雄 小柳
正純 山崎
Original Assignee
Matsushita Electric Ind Co Ltd
松下電器産業株式会社
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a plane antenna which can be used in a wide band or plural bands.
SOLUTION: In the plane antenna with an antenna element 101 in the state of a flat surface, loading impedances 202 and 203 are electrically connected to the peripheral part of the antenna element to vary the resonance frequency of the antenna. The resonance frequency can be changed by obtaining the same effect as changing the peripheral length of the antenna element by connecting the loading impedances.
COPYRIGHT: (C)1997,JPO

Description

【発明の詳細な説明】 DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】 [0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、携帯無線装置などに用いられる平面アンテナに関し、特に、複数の周波数帯域に対応できるようにしたものである。 The present invention relates to relates to a planar antenna used in such a portable radio device, in particular, it is obtained by allowing corresponding to a plurality of frequency bands.

【0002】 [0002]

【従来の技術】従来、携帯無線装置に搭載されているアンテナとして、逆Fアンテナ、マイクロストリップアンテナ等の平面アンテナが知られている。 Conventionally, as an antenna mounted on a portable radio apparatus, the inverted F antenna is known a planar antenna such as a microstrip antenna. これらは低姿勢であることから薄型筺体への搭載も容易であり、携帯電話機のダイバーシチアンテナなどによく用いられている。 These are easily mounted to the thin housing because of its low profile, it is often used, such as the diversity antenna of the mobile phone.

【0003】例えば、逆Fアンテナは、図18に示すように、平板なアンテナエレメント101と、アンテナエレメント101で受信した信号を無線機に導く給電線102と、 For example, the inverted F antenna, as shown in FIG. 18, a flat antenna element 101, the feed line 102 for guiding the signal received by the antenna element 101 to the radio,
アンテナエレメント101を地板104に接地するショートスタブ103とを備えている。 And a short stub 103 for grounding the antenna element 101 to the main plate 104.

【0004】逆Fアンテナは、アンテナエレメント101 [0004] The inverted-F antenna, antenna element 101
の周囲長により中心周波数が定まり、アンテナエレメント101の縦の長さ(W)と横の長さ(L)との和がλ/ Sadamari central frequency by peripheral length of the sum of the vertical length of the antenna element 101 (W) and horizontal length (L) and the lambda /
4のとき(即ち、アンテナエレメント101の周囲長がλ When 4 (i.e., the circumferential length of the antenna element 101 is λ
/2のとき)に共振する。 It resonates in / time of 2). 帯域幅はエレメントの高さ(H)で定まり、Hが大きいほど帯域幅が広くなるが、 Bandwidth Sadamari height of the element (H), but the bandwidth higher H is large becomes wider,
逆Fアンテナは共振形アンテナであるので、ホイップアンテナなどの線状アンテナと比べると狭帯域である。 Because the inverted-F antenna is a resonant antenna, a narrow band when compared to a linear antenna such as a whip antenna.

【0005】 [0005]

【発明の解決しようとする課題】平面アンテナは共振形アンテナであるため本質的に狭帯域であり、広帯域特性が得られないという欠点があった。 [To be solved problem of the invention is a plan antennas are essentially narrow band for a resonance type antenna, there is a disadvantage that wide-band characteristics can not be obtained.

【0006】本発明は、こうした従来の問題点を解決するものであり、広帯域または複数の帯域においても利得が低下することなく動作可能な平面アンテナを提供することを目的としている。 [0006] The present invention is intended to solve such conventional problems, and its object is to provide an operable planar antenna without gain is decreased even in a broadband or a plurality of bands.

【0007】 [0007]

【課題を解決するための手段】そこで、本発明の平面アンテナでは、平面状のアンテナエレメントの周縁部に装荷インピーダンスを電気接続してアンテナの共振周波数を変えており、こうすることにより、複数の帯域または広帯域での使用が可能になる。 Therefore SUMMARY OF THE INVENTION, in the planar antenna of the present invention, and by changing the resonance frequency of the antenna by electrically connecting the loading impedance on the periphery of the planar antenna element, by doing so, a plurality of use of in-band or broadband becomes possible.

【0008】また、この装荷インピーダンスの温度特性を補償する手段を設けて、アンテナの共振周波数の温度変動を抑えている。 Further, by providing a means for compensating the temperature characteristic of the loading impedance, thereby suppressing the temperature fluctuation of the resonance frequency of the antenna.

【0009】 [0009]

【発明の実施の形態】本発明の請求項1に記載の発明は、平面状のアンテナエレメントを具備する平面アンテナにおいて、アンテナエレメントの周縁部に装荷インピーダンスを電気接続してアンテナの共振周波数を可変するものであり、装荷インピーダンスの接続により、アンテナエレメントの周囲長を変えたことと同じ効果が得られ、アンテナの共振周波数を変えることができる。 The invention according to claim 1 of the embodiment of the present invention, in a planar antenna comprising an antenna element plane, changing the resonant frequency of the antenna by electrically connecting the loading impedance on the periphery of the antenna element is intended to, by the connection of the loading impedance, the same effect as changing the peripheral length of the antenna element is obtained, it is possible to change the resonance frequency of the antenna.

【0010】請求項2に記載の発明は、この装荷インピーダンスを複数個具備し、アンテナエレメントと電気接続する装荷インピーダンスを切替手段で選択するものであり、切替手段の選択に応じてアンテナの共振周波数を離散的に切替えることができる。 [0010] According to a second aspect of the invention, comprises a plurality of the loading impedance, which selects the loading impedance of the antenna element and electrically connected with the switching means, the resonance frequency of the antenna in response to the selection of the switching means it can be switched discretely.

【0011】請求項3に記載の発明は、この装荷インピーダンスとアンテナエレメントとの電気接続をスイッチ手段でON/OFFするものであり、スイッチ手段のO [0011] The invention of claim 3 is for ON / OFF by switch means electrically connected between the loading impedance and the antenna element, O switching means
N/OFFにより2つの共振周波数を取ることができる。 It can take two resonance frequencies by N / OFF.

【0012】請求項4に記載の発明は、この装荷インピーダンスとして、連続的なインピーダンス値を取ることが可能な可変インピーダンスを用いるものであり、インピーダンス値を連続的に可変することにより、アンテナの共振周波数を連続的に切替えることができる。 [0012] According to a fourth aspect of the invention, as this loading impedance, which uses a variable impedance which can take a continuous impedance value, by continuously varying the impedance value, the resonance of the antenna it is possible to switch the frequency continuously.

【0013】請求項5に記載の発明は、この装荷インピーダンスの温度特性を補償する温度補償手段を設けたものであり、周囲温度の変動によるアンテナの共振周波数の変動を抑圧することができる。 [0013] The invention according to claim 5, which has provided a temperature compensating means for compensating the temperature characteristic of the loading impedance, which can reduce the fluctuation of the resonance frequency of the antenna due to variations in ambient temperature.

【0014】請求項6に記載の発明は、この温度補償手段を、周囲温度を検出する検出手段と、検出手段の検出した温度に基づいて装荷インピーダンスの温度特性を補正する補正手段とで構成したものであり、周囲温度の変化に伴う装荷インピーダンスの変動を的確に補償することができる。 [0014] The invention according to claim 6, the temperature compensation means is constituted by a detecting means for detecting an ambient temperature, and correcting means for correcting the temperature characteristic of the loading impedance based on the detected temperature of the detection means are those, it is possible to accurately compensate for variations in loading impedance with changes in ambient temperature.

【0015】請求項7に記載の発明は、この温度補償手段を構成するために、装荷インピーダンスとは逆の傾向の温度特性を有する素子を、装荷インピーダンスに直列または並列に電気接続するものであり、回路規模を増大させることなく温度補償を実現することができる。 [0015] The invention according to claim 7, this in order to configure the temperature compensating means, an element having a temperature characteristic of the opposite trend to the loading impedance, which is electrically connected in series or in parallel to the loading impedance , it is possible to realize the temperature compensation without increasing the circuit scale.

【0016】請求項8に記載の発明は、可変インピーダンスと同一特性を有する第2の可変インピーダンスと、 [0016] The invention according to claim 8, and a second variable impedance having a variable impedance and identical characteristics,
第2の可変インピーダンスのインピーダンス変動を検出する検出手段と、検出手段の検出結果に基づいて双方の可変インピーダンスのインピーダンス変動を補償する補償手段とを設けたものであり、可変インピーダンスから成る装荷インピーダンスの変動を、周囲温度によるものだけでなく、外部環境による変動を広く補償することができる。 Are those provided with detection means for detecting the impedance variation of the second variable impedance, and compensating means for compensating for impedance variations both variable impedance based on the detection result of the detection means, the loading impedance consisting of the variable impedance the variation, not only due to the ambient temperature can be widely compensate for variations due to external environment.

【0017】以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて説明する。 [0017] Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

【0018】(第1の実施の形態)第1の実施形態の平面アンテナは、図1に示すように、逆Fアンテナのアンテナエレメント101の縁部に、インピーダンス素子の装荷を選択する装荷インピーダンス切替回路200が接続されており、この装荷インピーダンス切替回路200は、容量性インピーダンス素子202と、誘導性インピーダンス素子203と、それらの素子とアンテナエレメント101との接続を選択するスイッチ回路201と、このスイッチ回路2 The planar antenna (First Embodiment) In the first embodiment, as shown in FIG. 1, the edge of the antenna element 101 of the inverted-F antenna, loaded impedance switching for selecting the loading impedance element is connected to circuit 200, the loading impedance switching circuit 200 includes a capacitive impedance element 202, the inductive impedance elements 203, a switch circuit 201 for selecting the connection between these elements and the antenna element 101, the switch circuit 2
01に動作信号を与える制御端子204とを具備している。 And a control terminal 204 for providing an operation signal to 01.
その他の構成は従来の逆Fアンテナ(図18)と変わりがない。 The other arrangement is the same as the conventional inverted F antenna (Figure 18).

【0019】スイッチ回路201は、FETやPINダイオードあるいは他の同等の機能を有する部品により構成する。 The switch circuit 201 constitutes a component having a FET or PIN diode or other equivalent functionality.

【0020】図2には、この装荷インピーダンス切替回路200のスイッチ回路201を制御して、開放状態にした場合、アンテナエレメント101に容量性インピーダンス素子202を接続した場合、または誘導性インピーダンス素子203を接続した場合に、アンテナエレメント101の縁部の電界分布がそれぞれどのように変化するかを示している。 [0020] FIG. 2, the loading impedance controls the switch circuit 201 of the switching circuit 200, when in an open state, when connecting the capacitive impedance element 202 to the antenna element 101, or the inductive impedance elements 203 when connected, indicating whether the electric field distribution in the edge of the antenna element 101 is changed how each.

【0021】なお、図2において、A、Gはアンテナエレメント101とショートスタブ103両辺との接続位置、B [0021] Incidentally, in FIG. 2, A, G is the antenna element 101 and the connection position between the short stub 103 sides, B
はアンテナエレメント101と給電線102との接続位置、F The connection position between the antenna element 101 and the feeder line 102, F
はアンテナエレメント101と装荷インピーダンス切替回路200との接続位置、C、D、Eはアンテナエレメント1 The connection position between the antenna element 101 and the loading impedance switching circuit 200, C, D, E is the antenna element 1
01の角部、をそれぞれ表している。 It represents corners 01, respectively.

【0022】スイッチ回路201の開放状態における共振周波数をf0、その波長をλ0とする。 [0022] The resonance frequency in the open state of the switch circuit 201 f0, to the wavelength and .lambda.0.

【0023】スイッチ回路201が容量性インピーダンス素子202を選択した場合には、アンテナエレメント101の縁部の電界の位相は遅れる。 [0023] When the switch circuit 201 selects the capacitive impedance element 202, the electric field of the phase of the edge of the antenna element 101 is delayed. 従って、アンテナエレメント101の周囲長が長くなるのと同じ効果が得られ、共振波長λ1はλ1>λ0となり、共振周波数f1はf1< Therefore, the same effect as the circumferential length of the antenna element 101 is longer, the resonance wavelength .lambda.1 is .lambda.1> .lambda.0 next, the resonance frequency f1 is f1 <
f0となる。 The f0. なお、λ1は容量性インピーダンス素子20 Incidentally, .lambda.1 capacitive impedance element 20
2のインピーダンス値や装荷位置Fにより調整する事ができる。 It can be adjusted by the second impedance value and loading position F.

【0024】また、スイッチ回路201が誘導性インピーダンス素子203を選択した場合には、アンテナエレメント101の縁部の電界の位相は進む。 Further, if the switch circuit 201 selects the inductive impedance element 203, the electric field of the phase of the edge of the antenna element 101 advances. 従って、アンテナエレメント101の周囲長が短くなるのと同じ効果が得られ、共振波長λ2はλ2<λ0となり、共振周波数f2 Therefore, the same effect can be obtained as the perimeter of the antenna element 101 is short, the resonance wavelength .lambda.2 is .lambda.2 <.lambda.0 next, the resonance frequency f2
はf2>f0となる。 It becomes the f2> f0. λ2は誘導性インピーダンス素子 λ2 is inductive impedance element
203のインピーダンス値や装荷位置Fにより調整する事ができる。 It can be adjusted by 203 of the impedance value or loading position F.

【0025】このように、アンテナエレメントに接続する装荷インピーダンス素子の種類を切替える構成により、アンテナの共振周波数の中心周波数を変化させることが可能になる。 [0025] Thus, the configuration for switching the type of the loaded impedance element connected to the antenna element, it is possible to vary the center frequency of the resonance frequency of the antenna.

【0026】(第2の実施の形態)第2の実施形態の平面アンテナは、装荷インピーダンス素子に容量性素子を使用して2周波数の切替えを可能にしたものである。 The planar antenna (Second Embodiment) The second embodiment is obtained by allowing the switching of the 2 frequency using capacitive elements to loading impedance element.

【0027】このアンテナは、図3に示すように、逆F [0027] The antenna, as shown in FIG. 3, the reverse F
アンテナのアンテナエレメント101の縁部に、装荷インピーダンス素子としてのキャパシタ301と、このキャパシタ301のアンテナエレメント101への装荷を選択するスイッチ回路201とが接続されており、スイッチ回路201 The edges of the antenna element 101 of the antenna, loading a capacitor 301 as an impedance element, loaded and a switch circuit 201 for selecting is connected to to the antenna element 101 of the capacitor 301, switch circuits 201
は、スイッチのON/OFFを制御するための制御端子 A control terminal for controlling the ON / OFF switch
204と、RFC(高周波コイル)302と、スイッチ素子としてのPINダイオード303とを具備している。 And 204, and RFC (radio frequency coil) 302, and a PIN diode 303 as a switch element.

【0028】この制御端子204に電流を流さないときは、PINダイオード303がOFF状態であるので、逆Fアンテナはアンテナエレメント101の周囲長で決まる共振周波数f0を中心周波数に持つ。 [0028] When no current is supplied to the control terminal 204, since the PIN diode 303 is in the OFF state, the inverted F antenna has the center frequency the resonance frequency f0 determined by the peripheral length of the antenna element 101. 一方、制御端子20 On the other hand, the control terminal 20
4に電流を流すと、PINダイオード303はON状態になり、アンテナエレメント101に装荷キャパシタ301が装荷される。 When an electric current is applied to the 4, PIN diode 303 is turned ON state, the loading capacitor 301 is loaded to the antenna element 101. このため、中心周波数f1はf1<f0となる。 For this reason, the center frequency f1 is f1 <f0.

【0029】図4は、図3のアンテナのVSWR特性を示している。 FIG. 4 shows the VSWR characteristics of the antenna of FIG. VSWRとは電圧定在波比の略で、この値が小さいほど次段の回路へ効率よく電力を伝送する事ができる。 Stands for voltage standing wave ratio from the VSWR, it is possible to transmit the power efficiently to the circuit of the next stage as this value is smaller. ここでは次段のインピーダンスを50Ωとした。 Here was 50Ω the next stage of the impedance. なお、VSWRの最小値は1である。 The minimum value of the VSWR is 1.

【0030】図4では、横軸に受信周波数、縦軸にVS [0030] In Figure 4, the reception frequency on the horizontal axis and the vertical axis VS
WRを取り、制御端子204より電流を流した場合及び流さない場合の受信周波数とVSWRとの関係を曲線で示している。 Take WR, shows the relationship between the reception frequency and the VSWR when no case and flow a current flows from the control terminal 204 in curve. 図4から分かるように、制御端子204より電流を流すことにより、VSWRの最も小さい中心周波数が、f0=878MHzからf1=825MHzに変化している。 As can be seen from FIG 4, by passing a current from the control terminal 204, the lowest center frequency of the VSWR is changed from f0 = 878MHz to f1 = 825 MHz. このように、装荷キャパシタ301のアンテナエレメント101への電気的接続/非接続を選択することにより、この平面アンテナを複数の周波数帯域で使用することが可能になる。 Thus, by selecting the electrical connection / non-connection to the antenna element 101 of the loading capacitor 301, it is possible to use this planar antenna at a plurality of frequency bands.

【0031】また、図5は、図3のアンテナの指向性特性を示している。 Further, FIG. 5 shows the directional characteristics of the antenna of FIG. これはアンテナを原点としたXY、Y This is XY, which was the origin of the antenna, Y
Z、ZX平面において、どの角度にどれだけの電波が放射されるかを示すものであり、アンテナの重要な特性の一つである。 Z, in ZX plane, at any angle is indicative how much radio wave is emitted, which is one of the important characteristics of the antenna. 図5では、アンテナエレメント101に装荷キャパシタ301を接続した場合(f0=810MHz) In Figure 5, when connecting the loaded capacitor 301 to the antenna element 101 (f0 = 810MHz)
と、接続しない場合(f0=885MHz)との各X When each X and if not connected (f0 = 885 MHz)
Y、YZ、ZX平面の指向性特性を対比して示している。 Y, YZ, shows by comparison a directional characteristic of the ZX plane. 図5より、アンテナに装荷素子を接続する場合と、 From FIG. 5, the case of connecting the loaded element antenna,
接続しない場合とで指向性特性は変化せず、中心周波数を切替えても指向性特性は影響を受けないことが分かる。 Directivity characteristic in the case where no connection is not changed, the directivity characteristics by switching the center frequency is seen to be unaffected.

【0032】また、図6には、第2の実施形態の平面アンテナを搭載した無線機を示している。 Further, in FIG. 6 illustrates a wireless device equipped with the planar antenna of the second embodiment. この無線機は、 The radio,
ホイップアンテナ501と、第2の実施形態の平面アンテナ502と、異なる2つの帯域を扱う共用無線機回路400とを備え、この共用無線機回路400は、送信回路402と、受信回路404と、送信回路402及び受信回路404に局部発振周波数の信号を供給する発振回路403と、ホイップアンテナ501及び平面アンテナ502と送信回路402及び受信回路404との接続を切替えるアンテナ切替スイッチ401と、 A whip antenna 501, a planar antenna 502 of the second embodiment, a common radio circuit 400 that handles two different bands, the shared radio circuit 400 includes a transmission circuit 402, a receiving circuit 404, transmission an oscillation circuit 403 supplies a signal of the local oscillation frequency circuit 402 and the reception circuit 404, an antenna changeover switch 401 for switching the connection between the whip antenna 501 and the planar antenna 502 and transmitting circuit 402 and receiving circuit 404,
共用無線機回路400の各部を制御するとともに、平面アンテナ502の周波数帯域を切替える制御回路405とを具備している。 And it controls each section of the shared radio circuit 400, and a control circuit 405 for switching the frequency band of the planar antenna 502.

【0033】この無線機では、制御回路405からの制御信号で平面アンテナ502の中心周波数を変化させることができ、2つの帯域において良好な受信特性を得ることができる。 [0033] In this radio, it is possible to change the center frequency of the planar antenna 502 by a control signal from the control circuit 405, it is possible to obtain good reception characteristics in two bands.

【0034】このように、第2の実施形態の平面アンテナは、狭帯域特性の平面アンテナでありながら、従来技術では達成できなかった複数の帯域での使用が可能であり、また、それらの各帯域において、携帯無線機の受信アンテナとして要求される特性を十分に備えている。 [0034] Thus, the planar antenna of the second embodiment, while a planar antenna narrow band characteristics, it is possible to use a plurality of bands could not be achieved in the prior art, also, their respective in the band, it is replete with required properties as a receiving antenna of the portable radio.

【0035】(第3の実施の形態)第3の実施形態の平面アンテナは、アンテナの中心周波数が周囲温度の変化に伴って変動することを防止している。 [0035] (Third Embodiment) plane antenna of the third embodiment, so as to prevent the center frequency of the antenna varies with changes in ambient temperature.

【0036】このアンテナは、図7に示すように、装荷インピーダンス切替回路200を、温度補償回路600を介して、アンテナエレメント101に接続しており、温度補償回路600は、可変インピーダンス素子601と、周囲温度を計測する温度センサ603と、温度センサ603で計測された温度に応じて可変インピーダンス素子601のインピーダンス値を制御する制御回路602とを具備している。 [0036] The antenna, as shown in FIG. 7, the loading impedance switching circuit 200 through the temperature compensation circuit 600, and is connected to antenna element 101, the temperature compensation circuit 600 includes a variable impedance element 601, a temperature sensor 603 for measuring the ambient temperature, and a control circuit 602 for controlling the impedance value of the variable impedance element 601 in accordance with the temperature measured by the temperature sensor 603. その他の構成は第1の実施形態(図1)と変わりがない。 Other configurations of the first embodiment (FIG. 1) and the change is not.

【0037】図8は、装荷インピーダンス切替回路20 [0037] FIG. 8 is loaded impedance switching circuit 20
0、温度補償回路600、及び両者の合成回路における温度対インピーダンス特性を示すグラフである。 0 is a graph illustrating the temperature versus impedance characteristic in the temperature compensation circuit 600, and combining circuits of both.

【0038】制御回路602は、周囲温度が変動すると、 The control circuit 602, the ambient temperature varies,
温度センサ603により温度変動を検出し、アンテナエレメント101の装荷インピーダンス、即ち、温度補償回路6 Detecting the temperature change by the temperature sensor 603, loaded impedance of the antenna element 101, i.e., the temperature compensation circuit 6
00と装荷インピーダンス切替回路200との合成回路におけるインピーダンスの変動が小さくなるように可変インピーダンス素子601を制御する。 00 and impedance variations in the synthesis circuit of the loaded impedance switching circuit 200 controls the variable impedance element 601 so as to decrease.

【0039】その結果、周囲温度の変動によるアンテナエレメント101の装荷インピーダンスの変動が補償され、周囲温度の変動によるアンテナ中心周波数の変動が抑えられる。 [0039] As a result, the compensated variations in loading impedance of the antenna element 101 due to variations in ambient temperature, variation of the antenna center frequency due to variations in the ambient temperature can be suppressed.

【0040】なお、図7では、装荷インピーダンス切替回路200と温度補償回路600とを直列に接続した構成を示しているが、並列に接続しても同様の機能を実現できる。 [0040] In FIG. 7, the loading impedance switching circuit 200 and the temperature compensation circuit 600 shows a structure connected in series, it can implement the same function be connected in parallel.

【0041】(第4の実施の形態)第4の実施形態の平面アンテナは、第2の実施形態(図3)の構成に、温度補償機能を持たせている。 [0041] (Fourth Embodiment) planar antenna of the fourth embodiment, the configuration of the second embodiment (FIG. 3), is to have a temperature compensation function.

【0042】このアンテナでは、図9に示すように、P [0042] In this antenna, as shown in FIG. 9, P
INダイオード303と逆符号の温度傾斜を持つ装荷キャパシタ701をアンテナエレメント101に装荷している。 The loading capacitor 701 having opposite sign temperature gradient between IN diode 303 are loaded to the antenna element 101. その他の構成は第2の実施形態と変わりがない。 The other arrangement is the same as the second embodiment.

【0043】図10は、PINダイオード303、装荷キャパシタ701、及び両者の合成回路の温度対インピーダンス特性を示すグラフである。 [0043] Figure 10 is a graph showing the PIN diode 303, loading capacitor 701, and a temperature vs. impedance characteristics of the composite circuit therebetween.

【0044】このように、PINダイオード303と逆の温度特性を持つ装荷キャパシタ701を用いることにより、周囲温度の変動によるアンテナエレメント101の装荷インピーダンスの変動が打ち消され、その結果、アンテナ中心周波数の周囲温度に伴う変動を抑えることができる。 [0044] Thus, by using a loading capacitor 701 having opposite temperature characteristics and PIN diode 303, the variation of the loading impedance of the antenna element 101 due to variations in ambient temperature is canceled, as a result, the periphery of the antenna center frequency it is possible to suppress the variation due to temperature.

【0045】このアンテナでは、回路規模を増大させることなく、温度補償を実現することができる。 [0045] In this antenna, without increasing the circuit scale can be achieved temperature compensation.

【0046】なお、図9では、PINダイオード303と装荷キャパシタ701とを直列に接続した構成を示しているが、並列に接続しても同様の機能を実現できる。 [0046] In FIG. 9, there is shown a configuration in which connects the PIN diode 303 and loaded capacitor 701 in series, it can implement the same function be connected in parallel.

【0047】(第5の実施の形態)第5の実施形態の平面アンテナは、中心周波数を連続的に可変することができる。 [0047] (Fifth Embodiment) planar antenna of the fifth embodiment can be continuously variable center frequency.

【0048】このアンテナは、図11に示すように、制御端子801からの信号でインピーダンスを連続的に可変する可変インピーダンス回路800をアンテナエレメント1 [0048] The antenna, as shown in FIG. 11, the variable impedance circuit 800 continuously varying the impedance at the signal from the control terminal 801 antenna element 1
01に装荷している。 It is loaded into the 01.

【0049】このような構成により、可変インピーダンス回路800の持つ容量性または誘導性インピーダンス値を変動させることにより、アンテナエレメント101の周囲長を変化させたのと同じ効果が得られ、アンテナの中心周波数を変化させることができる。 [0049] With this configuration, by varying the capacitive or inductive impedance value having a variable impedance circuit 800, the same effect can be obtained as changing the peripheral length of the antenna element 101, the center frequency of the antenna it is possible to change the.

【0050】この平面アンテナでは、装荷インピーダンスの連続的な制御により、中心周波数を連続的に変化させることができ、より自由度の大きい制御が可能になる。 [0050] In this planar antenna, the continuous control of the loading impedance, the center frequency can be continuously changed, allowing greater control of the degree of freedom.

【0051】(第6の実施の形態)第6の実施形態の平面アンテナは、第5の実施形態(図11)における可変インピーダンス回路800を、図12に示すように、可変容量ダイオード802と、直流阻止コンデンサ803と、RF The planar antenna (Sixth Embodiment) The sixth embodiment, the variable impedance circuit 800 in the fifth embodiment (FIG. 11), as shown in FIG. 12, a variable capacitance diode 802, a DC blocking capacitor 803, RF
C804とで実現している。 It is realized by the C804. この回路では、制御端子801に加える電圧の高低により、可変容量ダイオード802の容量性インピーダンスを連続的に可変する事ができる。 In this circuit, the level of voltage applied to the control terminal 801, the capacitive impedance of the variable capacitance diode 802 can continuously varying.

【0052】(第7の実施の形態)第7の実施形態の平面アンテナは、第5の実施形態の構成(図11)に、温度補償機能を持たせたものである。 [0052] planar antenna (Seventh Embodiment) The seventh embodiment, the configuration of the fifth embodiment (FIG. 11), those which gave the temperature compensation function.

【0053】このアンテナは、図13に示すように、中心周波数が指定される制御端子903と、周囲温度を計測する温度センサ901と、計測された周囲温度の下で指定された中心周波数を実現するための制御信号を可変インピーダンス回路800に出力する比較器902とを具備する温度補償回路900を備えている。 [0053] The antenna, as shown in FIG. 13, realized a control terminal 903 which is the center frequency is specified, a temperature sensor 901 for measuring the ambient temperature, the center frequency specified under ambient temperature measured a control signal for and a temperature compensation circuit 900 includes a comparator 902 for outputting to the variable impedance circuit 800.

【0054】比較器902は、制御端子903から与えられる周波数指定情報と、温度センサ901から与えられる温度情報とを比較し、現在の温度において所望のインピーダンスが得られるような出力を可変インピーダンス回路80 [0054] The comparator 902 has a frequency designating information supplied from the control terminal 903 compares the temperature information supplied from the temperature sensor 901, the variable impedance circuit 80 output such as the current temperature desired impedance is obtained
0の制御端子801に与える。 Give to the control terminal 801 of 0. これにより、周囲温度の変動による可変インピーダンス回路800のインピーダンス変動は抑圧され、従ってアンテナの中心周波数の変動も抑圧される。 Thus, impedance variation of the variable impedance circuit 800 due to variations in ambient temperature is suppressed, thus the variation of the center frequency of the antenna is also suppressed.

【0055】このように、この平面アンテナでは、中心周波数を連続的に変化させることができるとともに、周囲温度の変動によりアンテナの中心周波数が変動することを抑えることができる。 [0055] Thus, in this planar antenna, it is possible to continuously change the center frequency, it is possible to suppress the center frequency of the antenna according to the change of ambient temperature.

【0056】(第8の実施の形態)第8の実施形態の平面アンテナは、第6の実施形態の構成(図12)に、温度補償機能を持たせたものである。 [0056] planar antenna (Eighth Embodiment) The eighth embodiment, the configuration of the sixth embodiment (FIG. 12), those which gave the temperature compensation function.

【0057】このアンテナは、図14に示すように、可変インピーダンス回路800の可変容量ダイオード802と並列に、可変容量ダイオード802と逆符号の温度傾斜を持つ温度補償用キャパシタ1001を付加している。 [0057] The antenna, as shown in FIG. 14, in parallel with the variable capacitance diode 802 of the variable impedance circuit 800, which adds the temperature compensation capacitor 1001 with a temperature gradient of opposite sign as the variable capacitance diode 802. その他の構成は第6の実施形態と変わりがない。 The other arrangement is the same as in the sixth embodiment.

【0058】図15には、可変容量ダイオード802、温度補償用キャパシタ1001、及び両者の合成回路の温度対インピーダンス特性を示している。 [0058] Figure 15 is a variable capacitance diode 802 shows the temperature compensating capacitor 1001, and a temperature vs. impedance characteristics of the composite circuit therebetween. この図から明らかなように、温度補償用キャパシタ1001を組み合わせることにより、合成インピーダンスの温度変動を小さくすることができる。 As is apparent from this graph, by combining the temperature compensation capacitor 1001, it is possible to reduce the temperature variation of the combined impedance. なお、直流阻止コンデンサ803は、その直流阻止という機能から十分大きい容量を持っており、温度変動による容量変動から来るインピーダンスの変動は無視できるので、ここでは考慮していない。 Note that DC blocking capacitor 803 has a sufficiently large capacity from the function of the DC blocking, the variation of the impedance coming from the capacitance variation due to temperature variation can be ignored, not considered here.

【0059】このような構成により、周囲温度の変動によるアンテナエレメント101の装荷インピーダンスの変動が抑圧され、その結果、周囲温度の変動によるアンテナの中心周波数の変動が抑えられる。 [0059] With this configuration, variations in the loading impedance of the antenna element 101 due to variations in ambient temperature is suppressed, so that the variation of the center frequency of the antenna due to variations in ambient temperature is suppressed.

【0060】このアンテナでは、小規模な回路によって、中心周波数の連続的変化と、その周囲温度による変動の抑止とを実現することができる。 [0060] In this antenna, the small-scale circuit, and the continuous variation of the center frequency, it is possible to realize the suppression of the variation due to the ambient temperature.

【0061】なお、図14では、可変容量ダイオード80 [0061] In FIG. 14, the variable capacitance diode 80
2と温度補償用キャパシタ1001とを並列に接続した構成を示しているが、これらを直列に接続しても、また、直流阻止キャパシタ803を小容量とし、これに温度補償用キャパシタ1001の機能を持たせても同等の効果が得られる。 Although a 2 and a temperature compensating capacitor 1001 shows a configuration connected in parallel, even if connecting them in series, also a DC blocking capacitor 803 and small volume, to which the function of the temperature compensating capacitor 1001 It is given the same effect can be obtained.

【0062】(第9の実施の形態)第9の実施形態の平面アンテナは、第5の実施形態の構成(図11)に、可変インピーダンス回路800のインピーダンスの変動を補償する補償回路を付加したものである。 [0062] planar antenna (Ninth Embodiment) A ninth embodiment, the configuration of the fifth embodiment (FIG. 11), was added a compensation circuit for compensating for variations in the impedance of the variable impedance circuit 800 it is intended.

【0063】このアンテナで用いるインピーダンス変動補償回路1100は、図16に示すように、可変インピーダンス回路800と同一特性を持つ可変インピーダンス回路1 [0063] impedance variation compensation circuit 1100 used in this antenna, as shown in FIG. 16, the variable impedance circuit 1 having the same characteristics as the variable impedance circuit 800
101と、この可変インピーダンス回路1101のインピーダンスを検出するインピーダンス検出回路1102と、所定のインピーダンスが与えられる制御端子1104と、インピーダンス検出回路1102で検出されたインピーダンスと制御端子1104から与えられたインピーダンスとを比較し、その差を解消するための制御信号を出力する比較器902とを具備している。 And 101, an impedance detection circuit 1102 for detecting the impedance of the variable impedance circuit 1101, a control terminal 1104 predetermined impedance is provided, and an impedance provided from the impedance control terminal 1104 that is detected by the impedance detecting circuit 1102 comparison, and a comparator 902 for outputting a control signal for eliminating the difference.

【0064】このアンテナでは、温度など周囲環境の変動により可変インピーダンス回路800のインピーダンスが変動すると、その変動量は、可変インピーダンス回路 [0064] In this antenna, the impedance of the variable impedance circuit 800 due to changes in the surrounding environment such as temperature varies, the variation amount of the variable impedance circuit
800と同一特性を持つ可変インピーダンス回路1101にも等しく現れる。 It appears equally to the variable impedance circuit 1101 having the 800 same characteristics. インピーダンス検出回路1102は、この可変インピーダンス回路1101のインピーダンスを検出して比較器1103に出力し、比較器1103は、検出された値と制御端子1104から与えられた所望インピーダンス値とを比較して、その差に応じた制御信号を出力する。 Impedance detection circuit 1102 detects and outputs the impedance of the variable impedance circuit 1101 to the comparator 1103, the comparator 1103 compares the desired impedance value given from the control terminal 1104 and the detected values, and it outputs a control signal corresponding to the difference. この制御信号は、可変インピーダンス回路1101及び可変インピーダンス回路800の両方に入力し、これらの回路は、この制御信号に基づいて、制御端子1104から与えられた所望インピーダンス値を高精度に出力する。 The control signal is input to both of the variable impedance circuit 1101 and the variable impedance circuit 800, these circuits are based on the control signal, and outputs a desired impedance value given from the control terminal 1104 with high precision.

【0065】このような構成により、インピーダンス変動補償回路1100は、温度等の周囲環境の変動だけに限らず、可変インピーダンス回路800のインピーダンス値の変動を高精度に補償することが可能であり、従って、アンテナの中心周波数を高精度に制御することができる。 [0065] With this configuration, the impedance variation compensation circuit 1100 is not limited to variations in the ambient environment such as temperature, it is possible to compensate for variations in the impedance value of the variable impedance circuit 800 with high precision, thus , it is possible to control the center frequency of the antenna with high accuracy.

【0066】図17は、第9の実施形態の平面アンテナを搭載した無線機の構成図を示している。 [0066] Figure 17 shows a block diagram of a radio device equipped with planar antenna of the ninth embodiment. これは、実質的に、図6に示すものと同じであり、ただ、アンテナ12 This is substantially the same as that shown in FIG. 6, however, the antenna 12
07として第9の実施形態の平面アンテナを使用している点だけが相違している。 Only in that a 07 using the planar antenna of the ninth embodiment is different.

【0067】このような構成により、無線機は、制御回路1205から制御信号を送ってアンテナ1207の中心周波数を連続的に変化させることができ、また、広帯域において安定した受信特性を得ることができる。 [0067] With such a structure, radio, sends a control signal from the control circuit 1205 can be continuously changed center frequency of the antenna 1207, and can obtain a stable reception characteristics in a wideband .

【0068】このように、本発明の平面アンテナは、従来技術では達成できなかった広帯域での使用が可能になる。 [0068] Thus, the planar antenna of the present invention allows the use of a wide band that can not be achieved by the prior art.

【0069】なお、各実施形態では、主に本発明を逆F [0069] In the embodiments, an inverse mainly present invention F
アンテナに適用する場合について説明したが、その他の平面アンテナに適用することも勿論可能である。 It has been described when applied to the antenna, but it is of course applicable to other planar antennas.

【0070】 [0070]

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明の平面アンテナは、複数の帯域または広帯域での動作が可能である。 As apparent from the above description, the planar antenna of the present invention is operable in multiple bands or broadband. また、このアンテナは小型に構成することができるから、複数の帯域や方式に対応したコンパチプル携帯無線装置用のアンテナとしての優れた適性を備えている。 Moreover, this antenna because to be miniaturized, has excellent suitability as an antenna for Konpachipuru portable radio device corresponding to a plurality of bands or schemes.

【図面の簡単な説明】 BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

【図1】本発明の第1の実施形態における平面アンテナの構成図、 Figure 1 is a configuration diagram of a planar antenna according to the first embodiment of the present invention,

【図2】第1の実施形態の平面アンテナのエレメント縁部における電界分布を示す図、 FIG. 2 shows the electric field distribution in the element edge of the planar antenna of the first embodiment,

【図3】本発明の第2の実施形態における平面アンテナの構成図、 Figure 3 is a configuration diagram of a planar antenna according to the second embodiment of the present invention,

【図4】第2の実施形態の平面アンテナのVSWR特性、 [4] VSWR characteristics of the planar antenna of the second embodiment,

【図5】第2の実施形態の平面アンテナの指向性特性、 [5] directivity characteristic of the planar antenna of the second embodiment,

【図6】第2の実施形態のアンテナを搭載した無線機の構成図、 Figure 6 is a configuration diagram of a radio device equipped with an antenna of the second embodiment,

【図7】本発明の第3の実施形態における平面アンテナの構成図、 Figure 7 is a configuration diagram of a planar antenna according to the third embodiment of the present invention,

【図8】第3の実施形態の平面アンテナにおける温度対インピーダンス特性、 [8] Temperature vs. impedance characteristics in the planar antenna of the third embodiment,

【図9】本発明の第4の実施形態における平面アンテナの構成図、 Figure 9 is a configuration diagram of a planar antenna according to the fourth embodiment of the present invention,

【図10】第4の実施形態の平面アンテナにおける温度対インピーダンス特性、 [10] Temperature vs. impedance characteristics in the planar antenna of the fourth embodiment,

【図11】本発明の第5の実施形態における平面アンテナの構成図、 Figure 11 is a configuration diagram of a planar antenna according to a fifth embodiment of the present invention,

【図12】本発明の第6の実施形態における平面アンテナの構成図、 [12] Sixth Configuration view of a planar antenna in an embodiment of the present invention,

【図13】本発明の第7の実施形態における平面アンテナの構成図、 [13] Seventh Configuration view of a planar antenna in an embodiment of the present invention,

【図14】本発明の第8の実施形態における平面アンテナの構成図、 Figure 14 is a configuration diagram of a planar antenna according to an eighth embodiment of the present invention,

【図15】第8の実施形態の平面アンテナにおける温度対インピーダンス特性、 [15] Temperature vs. impedance characteristics in the planar antenna of the eighth embodiment,

【図16】本発明の第9の実施形態における平面アンテナの構成図、 Figure 16 is a configuration diagram of a planar antenna according to a ninth embodiment of the present invention,

【図17】第9の実施形態のアンテナを搭載した無線機の構成図、 Figure 17 is a configuration diagram of a radio device equipped with an antenna of the ninth embodiment,

【図18】従来の平面アンテナを示す構成図である。 18 is a block diagram showing a conventional planar antenna.

【符号の説明】 DESCRIPTION OF SYMBOLS

101 アンテナエレメント 102 給電線 103 ショートスタブ 104 地板 200 装荷インピーダンス切替回路 201 スイッチ回路 202 容量性インピーダンス素子 203 誘導性インピーダンス素子 204 制御端子 301、701 装荷キャパシタ 302、804 RFC 303 PINダイオード 400、1200 共用無線機回路 401、1201 アンテナ切替スイッチ 402、1202 送信回路 403、1203 発振回路 404、1204 受信回路 405、1205 制御回路 501、1206 ホイップアンテナ 502 第2の実施形態のアンテナ 600、900 温度補償回路 601 可変インピーダンス素子 602 制御回路 603、901 温度センサ 800、1101 可変インピーダンス回路 801、903、1104 制御端子 802 可変容量ダイオード 803 直流阻止コンデンサ 902、1103 比較器 1001 温度補償用キャパシタ 1100 インピーダンス変動補償回路 1102 インピーダンス検出回路 1207 第9の実施形態のア 101 antenna element 102 feed line 103 short stub 104 main plate 200 loaded impedance switching circuit 201 switching circuit 202 capacitive impedance element 203 the inductive impedance elements 204 control terminals 301,701 loading capacitors 302,804 RFC 303 PIN diode 400,1200 shared radio circuit 401,1201 antenna switch 402,1202 transmission circuit 403,1203 oscillator 404,1204 receiving circuit 405,1205 control circuit 501,1206 antenna whip antenna 502 to the second embodiment 600, 900 a temperature compensating circuit 601 variable impedance element 602 control circuit 603,901 temperature sensor 800,1101 variable impedance circuit 801,903,1104 control terminal 802 the variable capacitance diode 803 DC blocking capacitor 902,1103 comparator 1001 temperature compensating capacitor 1100 impedance variation compensation circuit 1102 impedance detection circuit 1207 first 9 embodiment of the a ンテナ Container

Claims (8)

    【特許請求の範囲】 [The claims]
  1. 【請求項1】 平面状のアンテナエレメントを具備する平面アンテナにおいて、 前記アンテナエレメントの周縁部に装荷インピーダンスを電気接続してアンテナの共振周波数を可変することを特徴とする平面アンテナ。 1. A planar antenna comprising a planar antenna element, wherein the loading impedance on the periphery of the antenna element and electrically connected planar antenna, characterized by varying the resonant frequency of the antenna.
  2. 【請求項2】 前記装荷インピーダンスを複数個具備し、前記アンテナエレメントと電気接続する装荷インピーダンスを切替手段で選択することを特徴とする請求項1に記載の平面アンテナ。 Wherein said loading impedance comprises a plurality, planar antenna according to claim 1, characterized in that selecting a loading impedance of the antenna element and electrically connected with the switching means.
  3. 【請求項3】 前記装荷インピーダンスと前記アンテナエレメントとの電気接続をスイッチ手段でON/OFF 3. ON the switch means electrically connected between the loading impedance and the antenna element / OFF
    することを特徴とする請求項1に記載の平面アンテナ。 Planar antenna according to claim 1, characterized in that.
  4. 【請求項4】 前記装荷インピーダンスとして、連続的なインピーダンス値を取ることが可能な可変インピーダンスを用いることを特徴とする請求項1に記載の平面アンテナ。 Wherein as said loading impedance, planar antenna according to claim 1, characterized by using a variable impedance which can take a continuous impedance value.
  5. 【請求項5】 前記装荷インピーダンスの温度特性を補償する温度補償手段を備えることを特徴とする請求項1 5. A method according to claim, characterized in that it comprises a temperature compensating means for compensating the temperature characteristic of the loading impedance 1
    乃至4に記載の平面アンテナ。 To the planar antenna according to 4.
  6. 【請求項6】 前記温度補償手段が、周囲温度を検出する検出手段と、前記検出手段の検出した温度に基づいて前記装荷インピーダンスの温度特性を補正する補正手段とから成ることを特徴とする請求項5に記載の平面アンテナ。 Wherein said temperature compensating means, wherein characterized in that it consists of a detection means for detecting the ambient temperature, and correcting means for correcting the temperature characteristic of the loading impedance based on the detected temperature of the detection means planar antenna according to claim 5.
  7. 【請求項7】 前記温度補償手段を構成するために、前記装荷インピーダンスとは逆の傾向の温度特性を有する素子を、前記装荷インピーダンスに直列または並列に電気接続することを特徴とする請求項5に記載の平面アンテナ。 To configure wherein said temperature compensating means, claim, characterized in that said the loading impedance element having a temperature characteristic of the opposite trend, electrically connected in series or in parallel to the loaded impedance 5 planar antenna according to.
  8. 【請求項8】 前記可変インピーダンスと同一特性を有する第2の可変インピーダンスと、前記第2の可変インピーダンスのインピーダンス変動を検出する検出手段と、前記検出手段の検出結果に基づいて前記双方の可変インピーダンスのインピーダンス変動を補償する補償手段とを具備することを特徴とする請求項4に記載の平面アンテナ。 A second variable impedance having wherein said variable impedance the same characteristics, the detection means for detecting the impedance variation of the second variable impedance, the variable impedance of the both on the basis of the detection result of said detecting means planar antenna according to claim 4, characterized in that it comprises a compensating means for compensating for the impedance variation.
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