JPH10163916A - 携帯無線端末機用アンテナ - Google Patents

携帯無線端末機用アンテナ

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JPH10163916A
JPH10163916A JP8327987A JP32798796A JPH10163916A JP H10163916 A JPH10163916 A JP H10163916A JP 8327987 A JP8327987 A JP 8327987A JP 32798796 A JP32798796 A JP 32798796A JP H10163916 A JPH10163916 A JP H10163916A
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JP
Japan
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antenna
capacitor
power supply
diode
switching diode
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Application number
JP8327987A
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English (en)
Inventor
Hirotaka Saito
広隆 斉藤
Kanemi Sasaki
金見 佐々木
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Kokusai Electric Corp
Original Assignee
Kokusai Electric Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】割当周波数帯域の追加が現在使用中の帯域と離
れて割当てられても、携帯無線端末機のアンテナの構造
や大きさを変えずに、いずれの帯域でも同等のアンテナ
特性を持つように切替えできるようにする。 【解決手段】接地平板2と平行に配置された放射平板1
の給電点aに接続された給電ピン5と給電ケーブル3と
の間に直列に切替え整合回路6を設ける。この切替え整
合回路6は、スイッチングダイオードCR1と並列コン
デンサC6からなる直列アームと、スイッチングダイオ
ードCR2と直列コンデンサC5とからなる並列アーム
と、各ダイオードのバイアス制御回路とからなり、CR
1をオン,CR2をオフにしたときC6が短絡,C5が
開放されて第1の帯域に同調し、CR1がオフ,CR2
がオンのときC5,C6からなる整合回路が作用して離
れた第2の帯域に同調するように構成した。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は携帯無線端末機に搭
載する逆F形アンテナに関し、特に、アンテナ同調周波
数を変化させる回路を付加したアンテナに関するもので
ある。
【0002】
【従来の技術】図5は従来の携帯無線端末機に使用され
ている逆F形内蔵アンテナの概要を示す斜視図であり、
図6はその反射特性例図である。図において、1は放射
平板、2は接地平板、3は給電ケーブル、4は短絡ピ
ン、5は給電ピン、aは給電点である。従来は、図5に
示すような低姿勢な平面アンテナが使用され、同調周波
数帯域幅(比帯域)は、反射減衰量が所定の電圧定在波
比(V.S.W.R.)<2.0を満足する−10dB
以下となる数%程度である。図6では2%である。
【0003】図7は周波数帯域の割当例図である。近
年、携帯無線端末機は、セルラー電話等のサービスエリ
アの拡大と端末機の低価格化,通話コストの低減に伴
い、急速に普及されるようになってきた。それに伴い、
必要な無線チャネルが不足し、例えば、図7のA帯とB
帯のように現在使用中の周波数帯域Aから離れた周波数
帯域Bに無線チャネルが追加割り当てされることもある
ようになった。
【0004】無線チャネルの追加割当が、現在使用中の
周波数帯域に連続した周波数帯域であれば、アンテナの
広帯域化を実現すればアンテナ特性を損なうこととなく
対応できるが、図7の帯域Bのように大幅に離れた周波
数帯域に追加割当てされた場合は、アンテナの広帯域化
だけではアンテナ利得が劣化してしまい、良好なアンテ
ナ特性を得ることができないという問題がある。また、
アンテナの広帯域化を行わなくて帯域を切替える場合で
も、良好なインピーダンス特性が得られずにミスマッチ
ングロス(不整合損失)を生じアンテナ利得が損なわれ
るという問題があった。
【0005】このような従来技術の問題点を解決するた
め、本願出願人は、互いに離れた周波数帯域のいずれで
も良好なアンテナ特性をもたせることのできる携帯無線
端末機用アンテナを先に提案した(特願平8−2739
39号参照)。
【0006】図8は先に提案したアンテナの構造を示す
斜視図であり、可変容量ダイオードとその容量を変化さ
せるバイアス制御回路からなる直列可変容量回路7を給
電ピン5と受信機入力への給電ケーブル3との間に直列
に接続した携帯無線端末機用アンテナの構造例である。
放射平板1、基板等の接地平板2、短絡ピン4をアンテ
ナの基本構成とし、給電点aが、給電ピン5,アンテナ
同調周波数を変化させる直列可変容量回路7,及び給電
ケーブル3によって受信機入力に接続されている。
【0007】図9は図8のアンテナの回路構成例図であ
る。可変容量ダイオードCR10に制御電圧Vcontを印
加することによって直列静電容量値を変化させ、アンテ
ナの共振周波数f0 を任意に制御することができるよう
に構成されている。但し、通常の無線端末機の内蔵アン
テナでは、放射平板1の電気長D(=W+L)を所望の
周波数の波長λの約4分の1に設定するが、この実施例
では、無線機入力側インピーダンスとアンテナインピー
ダンスとを直列静電容量によって整合をとるので、所望
の周波数よりも高い周波数で共振する。すなわち、アン
テナ電気長Dは波長λの4分の1より短く設定されてい
る。また、放射平板1のアンテナ給電点aの位置は、使
用する可変容量ダイオードCR10の容量値によって所
定の位置に定められる。
【0008】図10は可変容量ダイオードCR10のバ
イアス電圧を制御して容量値を変化させたときのアンテ
ナ回路をみた反射特性例図であり、縦軸は反射減衰量を
示す。最も高い周波数で共振している曲線gでは制御電
圧Vcontが高く、低い周波数で共振している曲線cでは
制御電圧Vcontが低い。この実施例では、可変容量ダイ
オードCR10とコンデンサC1によって全体の容量値
を0.68pFだけ変化させた。これにより曲線c〜g
のように共振特性が変化し、共振周波数の可変幅が約1
00MHzであることが分かる。実際は、数十MHz程
度の可変幅があればよいので、100MHzは十分な変
化量といえる。また、バイアス抵抗R1は回路側に影響
を与えないために高い抵抗値(kΩ位)とし、コンデン
サC2は高周波パスコンデンサとして設けられているた
め大きい容量値である。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記の先に提
案した構成では、図10に示すように、低い周波数に変
化させたとき同調整合帯域幅が狭くなったり、周波数可
変幅が十分広くとれないときがあるという問題がある。
また、バリキャップ(可変容量ダイオード)は性能にば
らつきがあるため周波数制御量がばらつくという問題が
ある。
【0010】本発明の目的は、上記先に提案した構成の
問題点であるアンテナ単体では狭帯域である点、周波数
を変えたとき同調整合帯域幅が狭くなる点を解決し、バ
リキャップを用いないで、互いに離れた周波数帯域のい
ずれでも良好なアンテナ特性を持たせることのできる携
帯無線端末機用アンテナを提供することにある。
【0011】
【課題を解決するための手段】本発明の携帯無線端末機
用アンテナは、接地平板と、該接地平板に対向して並行
に配置された放射平板と、該放射平板の一方の端辺部と
前記接地平板とを短絡する短絡ピンと、前記放射平板の
側縁部の所定の位置の給電点に給電ピンを介して接続さ
れた給電ケーブルとから構成された逆F形の携帯無線端
末機用アンテナにおいて、前記給電ピンと前記給電ケー
ブルとの間に、一端が前記給電ピン側に接続され他端が
前記給電ケーブル側に接続された直列コンデンサと該直
列コンデンサの該給電ケーブル側の端子と接地との間に
接続された並列コンデンサとからなる逆L形容量リアク
タンスによるインピーダンス整合回路と、前記直列コン
デンサに並列接続された第1のスイッチングダイオード
と、前記並列コンデンサと直列に接続された第2のスイ
ッチングダイオードと、前記第1のスイッチングダイオ
ードと第2のスイッチングダイオードのそれぞれのバイ
アス電圧を制御してオン/オフするための第1および第
2のバイアス電圧制御回路とからなる切替え整合回路が
挿入接続され、前記第1のスイッチングダイオードをオ
ンにし前記第2のスイッチングダイオードをオフにした
とき前記直列コンデンサが短絡され前記並列コンデンサ
が開放となって割当てられた第1の周波数帯域に同調
し、前記第1のスイッチングダイオードをオフにし前記
第2のスイッチングダイオードをオンにしたとき前記イ
ンピーダンス整合回路が挿入接続された状態となって前
記第1の周波数帯域と離れて割当てられた第2の周波数
帯域に同調するように構成されたことを特徴とするもの
である。
【0012】
【発明の実施の形態】上記の目的を達成するために、本
発明は携帯無線端末機用の平面アンテナの給電点と給電
ケーブルの間に、インピーダンス整合用の直列コンデン
サC6と対接地間の並列コンデンサC5とからなる逆L
形容量性リアクタンス整合回路と、直列コンデンサC6
と並列に接続した第1のスイッチングダイオードCR1
と、並列コンデンサC5と直列に接続した第2のスイッ
チングダイオードCR2と、2つのスイッチングダイオ
ードのバイアス電流制御回路とからなる切替え整合回路
を挿入接続し、二つのスイッチングダイオードを交互に
オン/オフすることにより、コンデンサC5とC6の逆
L形整合回路を挿入したり短絡開放したりして切替える
ことにより、離れた二つの周波数帯域のいずれでもアン
テナが共振するように構成したことを特徴とするもので
ある。
【0013】以下、実施例に基づいて説明する。図1に
本発明の実施例の斜視図を示す。コンデンサC5とC6
による逆L形容量性リアクタンス整合回路と、その入り
切りを行う2つのスイッチングダイオードを含む切替え
整合回路6を、給電ピン5と給電ケーブル3の間に直列
に接続した携帯無線機用アンテナの斜視図である。
【0014】図2は図1に示した本発明のアンテナの回
路例図である。図において、R1〜R3はバイアス抵抗
であり、高周波特性に影響を与えないために高抵抗(数
kΩ以上)である。コンデンサC1〜C4は高周波パス
コンデンサであり大きい容量値である。コンデンサC5
とC6は整合用コンデンサであり、逆L形容量性リアク
タンス整合回路を構成する。例えば、C6=10pF、C
5=5pFである。スイッチングダイオードCR1とCR
2に制御電圧Vcont1,Vcont2を印加することによっ
て一方をオンにしたとき他方をオフにして、図3(A)
または同図(B)のようにコンデンサC5とC6の整合
回路の入り切りを切り替える。
【0015】図3(A)は、制御電圧を、例えば、Vco
nt1=3V,Vcont2=0VにしてCR1をオン、CR
2をオフにした場合の高周波等価回路であり、C6がC
R1のオン抵抗(1Ω)で短絡されC5が開放されてア
ンテナと受信機入力端とが直結され、低い方の周波数帯
域(A帯)に整合する。図3(B)は、制御電圧を、例
えば、Vcont1=0V,Vcont2=3VにしてCR1を
オフ、CR2をオンにした場合であり、C5がCR2の
オン抵抗(1Ω)で接続され、C6と並列にCR1のオ
フ容量が付加されたインピーダンス整合回路が接続され
るため高い方の周波数帯域に整合する。スイッチングダ
イオードのオン抵抗Rsは0.5〜1.0Ωの範囲で一
定であり、この条件下でアンテナの低インピーダンス側
で周波数切り替えを行っているから、低損失である。
【0016】図4は本発明の切替え整合回路6をスイッ
チングで入り切りしたときのアンテナ回路をみた反射特
性例図であり、横軸は周波数、縦軸は反射減衰量を示
す。この特性図より、共振特性がaからb、またはbか
らaに変化し、共振周波数が数十MHz変化しても帯域
幅が同じであることがわかる。
【0017】この本発明の回路では、二つのダイオード
を使用しているが、実際には1パッケージ2個入りのダ
イオードを使うことができる。また、図5の従来のアン
テナの形状と図1の本発明のアンテナの形状が同じこと
から分かるように、従来の逆F形アンテナの構造に大幅
な変更がいらない。
【0018】
【発明の効果】以上の説明のように、本発明を実施する
ことによって、次のような効果が得られる。 (1)異なる二つの周波数帯域のいずれかで同調するよ
う整合回路を切替え制御できるので、離れた無線チャネ
ルでも十分なアンテナ特性を保つことができる。 (2)スイッチングダイオードのオン抵抗Rsは0.5
〜1.0Ωの範囲で一定であり、この条件下でアンテナ
の低インピーダンス側で周波数切り替えを行っているか
ら、低損失である。 (3)回路図では二つのダイオードを別々に記載してい
るが、実際には1パッケージ2個入りのダイオードを使
うことができるので小形である。 (4)従来のアンテナの構造に大幅な変更することはな
い。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例を示す斜視図である。
【図2】図1の実施例の回路図である。
【図3】図2の回路のスイッチングダイオードを交互に
オン/オフした時の高周波等価回路図である。
【図4】本発明の実施例の特性例図である。
【図5】従来の逆F形アンテナの斜視図である。
【図6】従来例の特性例図である。
【図7】周波数帯域割当て例図である。
【図8】先に提案したアンテナの構造を示す斜視図であ
る。
【図9】図8の構造の回路例図である。
【図10】図8,9の構造のアンテナの特性例図であ
る。
【符号の説明】
1 放射平板 2 接地平板 3 給電ケーブル 4 短絡ピン 5 給電ピン 6 切替え整合回路、 7 直列可変容量回路

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 接地平板と、該接地平板に対向して並行
    に配置された放射平板と、該放射平板の一方の端辺部と
    前記接地平板とを短絡する短絡ピンと、前記放射平板の
    側縁部の所定の位置の給電点に給電ピンを介して接続さ
    れた給電ケーブルとから構成された逆F形の携帯無線端
    末機用アンテナにおいて、 前記給電ピンと前記給電ケーブルとの間に、一端が前記
    給電ピン側に接続され他端が前記給電ケーブル側に接続
    された直列コンデンサと該直列コンデンサの該給電ケー
    ブル側の端子と接地との間に接続された並列コンデンサ
    とからなる逆L形容量リアクタンスによるインピーダン
    ス整合回路と、前記直列コンデンサに並列接続された第
    1のスイッチングダイオードと、前記並列コンデンサと
    直列に接続された第2のスイッチングダイオードと、前
    記第1のスイッチングダイオードと第2のスイッチング
    ダイオードのそれぞれのバイアス電圧を制御してオン/
    オフするための第1および第2のバイアス電圧制御回路
    とからなる切替え整合回路が挿入接続され、 前記第1のスイッチングダイオードをオンにし前記第2
    のスイッチングダイオードをオフにしたとき前記直列コ
    ンデンサが短絡され前記並列コンデンサが開放となって
    割当てられた第1の周波数帯域に同調し、前記第1のス
    イッチングダイオードをオフにし前記第2のスイッチン
    グダイオードをオンにしたとき前記インピーダンス整合
    回路が挿入接続された状態となって前記第1の周波数帯
    域と離れて割当てられた第2の周波数帯域に同調するよ
    うに構成されたことを特徴とする携帯無線端末機用アン
    テナ。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2003309489A (ja) * 2002-04-16 2003-10-31 Nec Saitama Ltd 携帯無線機
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