JPWO2006030708A1 - 周波数可変型アンテナ及び無線通信機 - Google Patents

Abstract

簡単且つ小型な構造で帯域幅を任意に調整することができ、しかも帯域幅を十分に狭くして妨害波の混入を防止することができる周波数可変型アンテナ及び無線通信機を提供する。周波数可変型アンテナ１は、ポール状の放射電極２と整合回路３と周波数可変回路４と切替スイッチ回路５とを有する。周波数可変回路４によって、放射電極２の共振周波数を変化させることができる。また、切替スイッチ回路５をＯＮ又はＯＦＦにすることによって、放射電極２の物理長を変化させることができる。したがって、切替スイッチ回路５をＯＦＦ状態にして、放射電極２の物理長を短くすることにより、共振周波数の帯域幅を十分に狭くすることができ、この結果、妨害波の混入を防止することができる。好ましくは、切替スイッチ回路５をＣＰＵ６で自動制御する。

Description

この発明は、共振周波数を調整することができる周波数可変型アンテナ及び無線通信機に関するものである。

従来、この種の周波数可変型アンテナは、例えば、バリキャップダイオード等を有した周波数可変回路を放射電極に接続し、この周波数可変回路のリアクタンスを変えることにより、電気長を変化させて、共振周波数を調整可能な構造になっている（例えば、特許文献１〜特許文献４参照）。
しかし、これらの周波数可変型アンテナでは、共振周波数の値を変えることはできるが、整合帯域幅を変えることができない。
そこで、図１３に示すように、物理長が異なる３種類の周波数可変型アンテナ１０１〜１０３を備え、図１４（ａ）に示すように、各アンテナ１０１（１０２，１０３）の出力波形ａ〜ｃを合成回路１１０で合成することにより、広い帯域幅を有した周波数波形Ｓ１００を得ることができるアンテナ装置が提案されている（例えば特許文献５参照）。また、このアンテナ装置は、各アンテナ１０１（１０２，１０３）の周波数可変回路１１１（１１２，１１３）を調整することで、図１４（ｂ）に示すように、周波数波形Ｓ１００の幅を任意に変化させることができるようになっている。

特開平０５−３２７３３３号公報 特開２００２−０７６７５０号公報 特開平０８−３２１７１６号公報 特開平０９−１９１２１０号公報 特開２００２−２３２３１３号公報

しかし、上記した従来のアンテナ装置では、次のような問題がある。
まず、それぞれが周波数可変回路１１１〜１１３を有し且つ物理長が異なる多数の周波数可変型アンテナ１０１〜１０３と合成回路１１０とを備える構造であるので、アンテナ装置自体が大型化してしまう。このため、装置の小型化が要求される携帯電話等のアンテナとして使用するには、不都合が生じる。また、周波数波形Ｓ１００の帯域幅を調整するためには、各周波数可変回路１１１（１１２，１１３）を個別に制御する必要があり、しかも、合成回路１１０で合成するため、複雑な回路構成が必要となり、その分装置の製造コストが高くなってしまう。また、所望周波数帯域に存在する妨害波を避けるためには、周波数波形Ｓ１００の帯域幅を狭くする必要がある。しかし、多数の周波数可変型アンテナ１０１〜１０３を用いて狭帯域化を図るには限界があり、妨害波の混入を防止することは困難である。

この発明は、上述した課題を解決するためになされたもので、簡単且つ小型な構造で帯域幅を任意に調整することができ、しかも帯域幅を十分に狭くして妨害波の混入を防止することができる周波数可変型アンテナ及び無線通信機を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、請求項１の発明に係る周波数可変型アンテナは、先端部が開放されたポール状の放射電極と、この放射電極上に介設されリアクタンスを調整することで放射電極の共振周波数を変化可能な周波数可変回路とを具備する周波数可変型アンテナであって、放射電極上であって周波数可変回路の介設位置と先端部との間の部位を物理的に分離し、分離部分を電気的に接続又は切断する切替スイッチ回路を設けた構成とする。
かかる構成により、周波数可変回路を用いて、放射電極の共振周波数を変化させることができる。また、切替スイッチ回路を用いて、放射電極の分離部分を電気的に接続又は切断することにより、放射電極の物理長を変え、且つ、共振周波数を同調させることにより、Ｑ値を変化させることができる。したがって、整合帯域幅を切替スイッチ回路の操作によって広くしたり、狭くしたりすることができ、この結果、整合帯域幅を切替スイッチ回路の操作で狭くして、妨害波等の不要波の混入を防止することができる。

請求項２の発明に係る周波数可変型アンテナは、先端部が開放されたループ状の放射電極と、この放射電極上に介設されリアクタンスを調整することで放射電極の共振周波数を変化可能な周波数可変回路とを具備する周波数可変型アンテナであって、放射電極上であって周波数可変回路の介設位置と先端部との間に存する２点間を電気的に接続又は切断する切替スイッチ回路を設けた構成とする。
かかる構成により、共振周波数を、周波数可変回路を用いて変化させることができる。また、放射電極上の２点間を、切替スイッチ回路を用いて電気的に接続又は切断することにより、放射電極の物理長を変えることができる。この結果、帯域幅を狭くして、妨害波等の不要波の混入を防止することができる。

請求項３の発明は、請求項２に記載の周波数可変型アンテナにおいて、２点間を結ぶ電極経路を形成すると共に、電極経路上に、電極経路を電気的に接続又は切断する切替スイッチ回路を設けた構成とする。

請求項４の発明は、請求項２に記載の周波数可変型アンテナにおいて、２点間を結ぶ電極経路を形成すると共に、電極経路の分岐部分に、放射電極の周波数可変回路側の電極部分と先端部側の電極部分とを電気的に接続した状態又は放射電極の周波数可変回路側の電極部分と電極経路とを電気的に接続した状態のいずれかの状態に切り替える切替スイッチ回路を設けた構成とする。

請求項５の発明は、請求項２ないし請求項４のいずれかに記載の周波数可変型アンテナにおいて、放射電極は、多角形状又は円形状をなす構成とした。

請求項６の発明は、請求項２ないし請求項５のいずれかに記載の周波数可変型アンテナにおいて、基体をセラミックス等の誘電体で形成する共に、放射電極と周波数可変回路と切替スイッチ回路とを当該誘電体基体に一体に形成した構成とする。
かかる構成により、セラミックス等の誘電体で形成された基体に、放射電極と周波数可変回路と切替スイッチ回路とを一体に形成するので、誘電体による波長短縮効果を得ることができ、この結果、アンテナの小型化を図ることができる。また、放射電極や回路等を一体に基体に形成するので、組み付け時のばらつきの発生を少なくすることができる。

請求項７の発明は、請求項１ないし請求項６のいずれかに記載の周波数可変型アンテナにおいて、切替スイッチ回路は、高周波スイッチである構成とした。

請求項８の発明は、請求項７に記載の周波数可変型アンテナにおいて、高周波スイッチは、ＰＩＮダイオードスイッチ又はＭＥＳＦＥＴスイッチのいずれかである構成とした。

請求項９の発明に係る無線通信機は、請求項１ないし請求項８のいずれかに記載の周波数可変型アンテナと、妨害波等の不要波の有無に応じて切替スイッチ回路を自動制御可能な制御部とを具備する構成とした。

以上詳しく説明したように、請求項１ないし請求項８の発明に係る周波数可変型アンテナによれば、放射電極と周波数可変回路と切替スイッチ回路とで構成しているので、簡単且つ小型な構造で共振周波数の帯域幅を任意に調整することができる。しかも、切替スイッチ回路の操作で共振周波数の帯域幅を狭くして、妨害波等の不要波の混入を防止することができるという優れた効果がある。

特に、請求項６の発明によれば、歩留まりの向上を図ることができる。

さらに、請求項７及び請求項８の発明によれば、切替スイッチ回路が高周波スイッチであるので、高速のスイッチング動作を得ることができる。

請求項９の発明に係る無線通信機によれば、請求項１ないし請求項８のいずれかに記載の周波数可変型アンテナと、妨害波等の不要波の有無に応じて切替スイッチ回路を自動制御可能な制御部とを具備しているので、妨害波等の不要波の混入を自動的に回避して、安定した通信を行うことができる。

この発明の第１実施例に係る周波数可変型アンテナを備えた無線通信機を一部破断して示す斜視図である。 第１実施例の周波数可変型アンテナの電気的構造を示す回路図である。 ＣＰＵの動作フローチャート図である。 周波数可変型アンテナによる周波数変化を説明するための線図である。 周波数可変型アンテナによる狭帯域幅化を説明するための線図である。 妨害波の回避状態示す線図である。 この発明の第２実施例に係る周波数可変型アンテナを備えた無線通信機を一部破断して示す斜視図である。 第２実施例の周波数可変型アンテナの平面図である。 この発明の第３実施例に係る周波数可変型アンテナを示す斜視図である。 第３実施例の周波数可変型アンテナの電気的構造を示す回路図である。 第２実施例の一変形例を示す平面図である。 図１１に示す一変形例に適用される切替スイッチ回路の電気的接続状態を示す回路図である。 従来のアンテナ装置を示す構成図である。 従来のアンテナ装置で周波数の広帯域幅化を図る場合を説明するための線図である。

符号の説明

１，１−１，１−２…周波数可変型アンテナ、 ２，２−１，２−２…放射電極、 ３…整合回路、 ４，４′…周波数可変回路、 ５，５′…切替スイッチ回路、 ６…ＣＰＵ、 ７…基体、 １１…回路基板、 ２１〜２３…ポール状電極、 ２４…先端部、 ２５…電極経路、 ２６…基部、 ２７，２８…電極部分、 ２９…制御線、 ３０，３１，３５，４３，５２，５３…チョークコイル、 ４０，４５，５１，５４…コンデンサ、 ４１…インダクタ、 ４２…バリキャップ、 ５０…ＰＩＮダイオード、 ５５，５６…ＭＥＳＦＥＴ…、 ７０…主面、 Ｎ…不要波、 Ｑ１，Ｑ２…２点、 Ｖcnt１…制御電圧、 Ｖcnt２…バイアス電圧。

以下、この発明の最良の形態について図面を参照して説明する。

図１は、この発明の第１実施例に係る周波数可変型アンテナを備えた無線通信機を一部破断して示す斜視図である。
図１に示すように、この無線通信機は、ケース１０内に収納された回路基板１１にこの実施例の周波数可変型アンテナ１を取り付けた構造になっている。
具体的には、グランド領域１１ａと非グランド領域１１ｂとが回路基板１１の表面に設けられ、一点鎖線で示すように、無線通信に必要なＢＢ部（ベースバンド部）１２とＲＦ部（高周波送受信部）１３とがグランド領域１１ａに実装されて、周波数可変型アンテナ１への給電手段をなす。

周波数可変型アンテナ１は、このような回路基板１１の非グランド領域１１ｂに取り付けられている。
周波数可変型アンテナ１は、先端が開放されたモノポールアンテナであり、放射電極２と整合回路３と周波数可変回路４と切替スイッチ回路５とで構成されている。
図２は、周波数可変型アンテナ１の電気的構造を示す回路図である。

図２に示すように、放射電極２は、長さがそれぞれＬ１，〜，Ｌ３の３つのポール状電極２１，〜，２３でなり、整合回路３と周波数可変回路４と切替スイッチ回路５とがこれらポール状電極２１〜２３に取り付けられている。

整合回路３は、放射電極２と給電手段（具体的にはＲＦ部１３との送受信部）とのインピーダンスマッチングをとるための回路であり、ポール状電極２１と給電手段との間に介設されている。具体的には、整合回路３は、ポール状電極２１と給電手段との間に取り付けられたチョークコイル３０と、チョークコイル３０と並列に接続され一端が接地されたチョークコイル３１とで形成されている。

周波数可変回路４は、放射電極２のリアクタンスを調整することで共振周波数を変化させることができる回路であり、ポール状電極２１とポール状電極２２との間に介設されている。具体的には、周波数可変回路４は、直流カット用のコンデンサ４０とインダクタ４１とをポール状電極２１，２２間に直列に接続し、バリキャップ(バリキャップダイオード)４２をこれらコンデンサ４０及びインダクタ４１の直列接続体に並列接続すると共に、バリキャップ４２とコンデンサ４０及びインダクタ４１の直列接続体との接続部にチョークコイル４３の一方端を接続した構造になっている。かかる構造により、チョークコイル４３を介してバリキャップ４２に印加する制御電圧Ｖcnt１を変えると、バリキャップ４２の容量成分の大きさが変化し、この容量成分の変化に応じて、バリキャップ４２の通電量が変化する。この結果、インダクタ４１のインダクタンス成分(リアクタンス成分)の大きさが変化するので、放射電極２の電気長が変わって、放射電極２の共振周波数もリアクタンス成分の変化に対応して変化することとなる。

切替スイッチ回路５は、分離されたポール状電極２２とポール状電極２３とを電気的に接続又は切断する回路であり、この実施例では、高周波スイッチを用いている。具体的には、ＰＩＮダイオードスイッチ (PIN Diode Switch)であり、ＰＩＮダイオード５０のカソード側をポール状電極２３に接続すると共に、アノード側を直流カット用のコンデンサ５１の一方端に接続し、コンデンサ５１の他方端をポール状電極２２に接続した。そして、チョークコイル５２を接地状態でＰＩＮダイオード５０のカソード側に接続すると共に、チョークコイル５３をＰＩＮダイオード５０のアノード側に接続している。かかる構造により、順方向のバイアス電圧Ｖcnt２をチョークコイル５３を通じてＰＩＮダイオード５０に印加し、順方向電流を流すことで、ＰＩＮダイオード５０の直流抵抗値を減少させ、ＰＩＮダイオード５０をＯＮに、即ち切替スイッチ回路５をＯＮ状態にすることができる。また、０ボルトのバイアス電圧Ｖcnt２をＰＩＮダイオード５０に印加することで、切替スイッチ回路５をＯＦＦ状態にすることができる。このようにして、ポール状電極２２とポール状電極２３とを高周波信号に対して電気的に接続することで、放射電極２の物理長を「Ｌ１＋Ｌ２＋Ｌ３」にすることができる。また、逆に、ポール状電極２２とポール状電極２３とを電気的に切断することで、放射電極２の物理長を「Ｌ１＋Ｌ２」の長さまで短くすることができるようになっている。

すなわち、周波数可変型アンテナ１のＱ値と共に共振周波数を切替スイッチ回路５の状態で変えることができる。具体的には、切替スイッチ回路５をＯＮ状態にすることで、低い共振周波数を得ることができ、また、切替スイッチ回路５をＯＦＦ状態にすることで、高い共振周波数を得ることができる。

したがって、ある１つの制御電圧Ｖcnt１が印加された周波数可変回路４によって決定された１つの共振周波数対して、切替スイッチ回路５を切り替えることにより、２つの異なった共振周波数が生じることになる。しかし、切替スイッチ回路５のＯＮ又はＯＦＦの一方の状態で、制御電圧Ｖcnt１を周波数可変回路４に印加同調させれば、この一方の状態における共振周波数を他方の状態における共振周波数と同一にすることができ、この結果、切替スイッチ回路５の切替の有無に拘わらず、１つの共振周波数を得るようにすることができる。

この実施例では、上記整合回路３のＯＮ，ＯＦＦさせるバイアス電圧Ｖcnt２の制御は制御部としてのＣＰＵ（Central Processing Unit）６で行うようになっている。
図３は、ＣＰＵ６の動作フローチャート図である。
ＣＰＵ６は、妨害波等の不要波の有無に応じて切替スイッチ回路５を自動制御する部分であり、ＲＦ部１３等で受信した信号Ｓに基づいて図３に示すように機能する。
すなわち、信号Ｓに基づいて不要波があるか否かを判断する（図３のステップＳ１）。
そして、不要波がないと判断した場合には、切替スイッチ回路５をＯＮ状態にするバイアス電圧Ｖcnt２を切替スイッチ回路５に印加する（図３のステップＳ１のＮＯ，ステップＳ２）。一方、不要波があると判断した場合には、不要波の周波数が現時点の通信で使用している周波数帯域内にあるか否かを判断する（図３のステップＳ３）。
そして、不要波の周波数が現時点での周波数帯域内にないと判断した場合には、切替スイッチ回路５の現時点での状態を維持する（図３のステップＳ３のＮＯ）。一方、不要波の周波数が現時点での周波数帯域内にあると判断した場合には、切替スイッチ回路５をＯＦＦ状態にするバイアス電圧Ｖcnt２を切替スイッチ回路５に印加する（図３のステップＳ３のＹＥＳ，ステップＳ４）。

次に、この実施例の作用及び効果について説明する。
図４は、周波数可変型アンテナによる周波数変化を説明するための線図であり、図５は、周波数可変型アンテナによる狭帯域幅化を説明するための線図であり、図６は、妨害波の回避状態示す線図である。
高周波信号が図１に示すＲＦ部１３から整合回路３を通じて周波数可変型アンテナ１の放射電極２に送られると、高周波信号が所定の共振周波数で電波として放射電極２から放射される。また、送られてきた高周波信号が放射電極２で受信されると、整合回路３を通じてＲＦ部１３に送られる。

かかる動作と並行して、図３に示したように、ＣＰＵ６により、受信状況に応じた切替スイッチ回路５の制御が行われる。
妨害波等の不要波が受信した信号Ｓに混入していなければ、図２に示す切替スイッチ回路５がＣＰＵ６によってＯＮ状態にされ続けるので（図３のステップＳ１のＮＯ，ステップＳ２）、放射電極２の物理長は「Ｌ１＋Ｌ２＋Ｌ３」を維持する。これによって、周波数可変型アンテナ１による利得の大きな安定した受信が維持される。
かかる状態で、周波数可変回路４のバリキャップ４２に加える制御電圧Ｖcnt１を変えることにより、放射電極２の共振周波数を変化させることができる。すなわち、バリキャップ４２に印加する制御電圧Ｖcnt１を変えることで、放射電極２の共振周波数を、図４に示すように、周波数ｆ２から周波数ｆ１，ｆ３…に変えることができる。

ところで、切替スイッチ回路５がＯＮ状態の場合には、放射電極２の物理長が「Ｌ１＋Ｌ２＋Ｌ３」であり、長い。このため、そのＱ値は低く、帯域幅が広い。したがって、かかる状態では、図４に示すように、共振周波数が広い帯域幅「Ｈ」を保持した状態で変化することができ、また、周波数可変型アンテナ１は、利得の高い安定した受信を行うことができる。このため、放射電極２が物理長「Ｌ１＋Ｌ２＋Ｌ３」である状態で常時無線通信することが好ましい。
しかし、広い帯域幅「Ｈ」の共振周波数で通信を行っていると、妨害波等の不要波を拾い、受信の品質が損なわれるおそれがある。しかしながら、この実施例では、不要波が帯域内に混入するとほぼ同時に、ＣＰＵ６によって、不要波が確認され、切替スイッチ回路５が高速でＯＦＦ状態に切り替えられる（図３のステップＳ１のＹＥＳ，ステップＳ３のＹＥＳ，ステップＳ４）。
これにより、放射電極２のポール状電極２２とポール状電極２３とが電気的に断状態にされ、放射電極２の物理長が「Ｌ１＋Ｌ２」になる。すなわち、放射電極２の物理長が短くなり、Ｑ値が高くなる。この結果、図５に示すように、共振周波数の帯域幅が「Ｈ」から「ｈ」に狭まる。これにより、図６の曲線Ａに示すように、不要波Ｎが混入した広帯域幅の通信状態から、曲線Ｂに示す狭帯域幅の通信状態に切り替わる。この結果、不要波Ｎが共振周波数帯域から除外された状態になり、不要波の混入による受信信号の歪み等の発生が防止される。

かかる狭帯域幅の共振周波数を用いた通信では、図６の曲線Ｂに示すように、利得が低い。したがって、不要波Ｎがなくなった場合には、図６の曲線Ａに示すように、利得が高く安定した受信が可能な広帯域幅の共振周波数に直ちに戻すことが好ましい。これに対応すべく、この実施例では、不要波がなくなった時点で、ＣＰＵ６により、切替スイッチ回路５がＯＮ状態に切り替えられて（図３のステップＳ１のＮＯ，ステップＳ２）、放射電極２の物理長が元の長い状態に戻され、広帯域幅の共振周波数で高利得の安定した通信が行われる。

このように、この実施例の周波数可変型アンテナ１によれば、単一の放射電極２を用いた簡単且つ小型な構造で共振周波数の帯域幅を任意に調整することができ、しかも帯域幅を十分に狭くして妨害波の混入を防止することができる。そして、かかる周波数可変型アンテナ１とＣＰＵ６とを備えた無線通信機を用いることで、不要波の混入を自動的に回避して、安定した通信を行うことができる。
しかも、切替スイッチ回路５がＰＩＮダイオード５０を有した高周波スイッチであるので、その切替が高速で行われる。

次に、この発明の第２実施例について説明する。
図７は、この発明の第２実施例に係る周波数可変型アンテナを備えた無線通信機を一部破断して示す斜視図であり、図８は、周波数可変型アンテナ１−１の平面図である。
図７に示すように、この実施例の周波数可変型アンテナ１−１も、無線通信機の回路基板１１の非グランド領域１１ｂに取り付けた構造になっている。

図７及び図８に示すように、周波数可変型アンテナ１−１は、フラフープアンテナであり、先端部が開放されたループ状の放射電極２−１と整合回路３と周波数可変回路４と切替スイッチ回路５とで構成されている。

放射電極２は、図８に示すように、先端部２４が開放されたループ状の金属ワイヤーであり、この実施例では、平面視において矩形に湾曲した金属ワイヤーが適用されている。具体的には、放射電極２は、５つの折曲部Ｐ１〜Ｐ５を有しており、周波数可変回路４の介設位置と先端部２４との間に存する２点Ｑ１，Ｑ２間に、これら２点Ｑ１，Ｑ２を結ぶ電極経路２５を備えている。

整合回路３は、上記第１実施例の用いられた回路と同構造であり、放射電極２−１の基端と給電手段との間に設けられている。
また、周波数可変回路４も上記第１実施例の用いられた回路と同構造であり、放射電極２−１の基部側に介設されている。

切替スイッチ回路５は、図８において、理解を容易にするため、機械スイッチのごとく表示されているが、上記第１実施例で用いた回路と同じ構造のＰＩＮダイオードスイッチである。
すなわち、バイアス電圧Ｖcnt２によって、切替スイッチ回路５をＯＮ又はＯＦＦにすることで、電極経路２５を電気的に接続又は切断することができる。

かかる構成により、周波数可変回路４に加える制御電圧Ｖcnt１を変えることで、放射電極２−１の共振周波数を変化させることができると共に、切替スイッチ回路５をバイアス電圧Ｖcnt２によってＯＮ又はＯＦＦにすることで、放射電極２−１の物理長を変えることができる。
すなわち、切替スイッチ回路５をＯＦＦ状態にすることで、放射電極２−１の物理長が、整合回路３が接続された基端から折曲部Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４，Ｐ５を通り先端部２４に至る長さになり、最長となる。したがって、切替スイッチ回路５をＯＦＦ状態にすることで、広帯域幅の共振周波数を用いた通信が可能となる。
また、切替スイッチ回路５をＯＮ状態にすることで、放射電極２−１の物理長が、基端から折曲部Ｐ１，Ｐ２の長さと２点Ｑ１，Ｑ２を通る電極経路２５と点Ｑ２から先端部２４までの長さの和になり、放射電極２−１の物理長は短くなる。したがって、切替スイッチ回路５をＯＮ状態にすることで、妨害波等の不要波の混入を回避した通信が可能となる。
その他の構成、作用及び効果は、上記第１実施例と同様であるので、その記載は省略する。

次に、この発明の第３実施例について説明する。
図９は、この発明の第３実施例に係る周波数可変型アンテナを示す斜視図であり、図１０は、周波数可変型アンテナの電気的構造を示す回路図である。
図９に示すように、この実施例の周波数可変型アンテナ１−２は、表面実装型のフラフープアンテナであり、放射電極２−２が基体７上にループ状に形成されている。
すなわち、セラミックス等の誘電体を直方体状にして基体７を形成し、この基体７の一主面７０に、放射電極２−２を外向きのループ状（逆Ｃ字状）に形成している。具体的には、放射電極２の先端部２４を基部２６の近傍に対向配置し、一定のギャップＧをこれら基部２６と先端部２４との間に設けて容量結合状態にした。そして、周波数可変回路４′及び切替スイッチ回路５′をこの放射電極２−２と共に基体７に一体に形成した。

周波数可変回路４′は、基部２６側に寄せて放射電極２−２上に取り付けられたバリキャップ４２と、バリキャップ４２に制御電圧Ｖcnt１を印加する部位に設けられたチョークコイル４３と、給電手段と放射電極２−２との間に取り付けられた直流カット用のコンデンサ４５とでなる。これにより、バリキャップ４２に印加する制御電圧Ｖcnt１を変えることで、放射電極２−２の共振周波数を変化させることができる。

切替スイッチ回路５′は、放射電極２−２の２点Ｑ１，Ｑ２間に接続されたＰＩＮダイオード５０と、バイアス電圧Ｖcnt２を印加する部位に設けられたチョークコイル５３と、直流カット用のコンデンサ５４とでなる。これにより、ＰＩＮダイオード５０に印加するバイアス電圧Ｖcnt２の向きを変えることで、２点Ｑ１，Ｑ２間を電気的に接続又は切断することができる。

なお、符号３５は、高周波信号カット用のチョークコイルである。また、以上のように配設されたバリキャップ４２，チョークコイル４３，コンデンサ４５，ＰＩＮダイオード５０，チョークコイル５３，コンデンサ５４，チョークコイル３５は、全てチップ状の部品であり、所定箇所に半田で容易に接続することができる部品である。また、この実施例では、整合回路３を設けていないが、周波数可変型アンテナ１−１と給電手段とのインピーダンスのマッチングがとれない場合には、整合回路３を取り付けることは勿論である。

かかる構成により、セラミックス等の誘電体で形成された基体７に、周波数可変回路４′や切替スイッチ回路５′を一体に形成するので、誘電体による波長短縮効果を得ることができ、この結果、周波数可変型アンテナ１−２の小型化を図ることができる。また、放射電極２−２や周波数可変回路４′及び切替スイッチ回路５′を構成するチップ状の部品を一体に基体７に形成及び取り付けるだけで、周波数可変型アンテナ１−２を作成することができるので、簡易且つ短時間で周波数可変型アンテナ１−２を組み付けることができ、しかも、組み付け時のばらつきの発生を少なくすることができる。
その他の構成、作用及び効果は、上記第１及び第２実施例と同様であるので、その記載は省略する。

なお、この発明は、上記実施例に限定されるものではなく、発明の要旨の範囲内において種々の変形や変更が可能である。
例えば、上記第２実施例では、電極経路２５の途中に切替スイッチ回路５を設けて、電極経路２５自体を電気的に接続又は切断する構成としたが、図１１及び図１２に示す構成とすることもできる。
すなわち、図１１に示すように、ＭＥＳＦＥＴスイッチ(Metal Semiconductor Field Effect Transistor Switch)で構成した切替スイッチ回路５を、電極経路２５の分岐部分に取り付けて、放射電極２−１の周波数可変回路４側の電極部分２７と先端部２４側の電極部分２８とを電気的に接続させた状態、又は電極部分２７と電極経路２５とを電気的に接続させた状態のいずれかの状態に切り替えるようにすることもできる。
具体的には、図１２に示すように、ＭＥＳＦＥＴ５５のドレインＤを電極部分２７に接続する共にソースＳを電極部分２８に接続する。また、ＭＥＳＦＥＴ５６のドレインＤも電極部分２７に接続するが、そのソースＳは電極経路２５に接続する。かかる構成により、ＭＥＳＦＥＴ５５，５６のいずれかのゲ−トＧに所定のゲ−ト電圧を加えることで、ドレインＤとソースＳとの間を開閉する。すなわち、ＭＥＳＦＥＴ５５のゲ−トＧにゲート電圧を加えると、ＭＥＳＦＥＴ５５のドレインＤ−ソースＳ間が開き、電極部分２７，２８が電気的に接続して、放射電極２−１の物理長が長くなる。また、ＭＥＳＦＥＴ５６のゲ−トＧにゲート電圧を加えると、ＭＥＳＦＥＴ５６のドレインＤ−ソースＳ間が開き、電極部分２７と電極経路２５とが電気的に接続して、放射電極２−１の物理長が短くなる。

また、上記実施例では、切替スイッチ回路にＰＩＮダイオードを用いたが、切替スイッチ回路としては、高周波スイッチであればよい。したがって、切替スイッチ回路５，５′のＰＩＮダイオード５０の代わりに、上記したＭＥＳＦＥＴを用いることができる。このＭＥＳＦＥＴは、切替スイッチ回路に高速切替動作が必要な場合には好適である。

上記第２及び第３実施例では、放射電極２−１（２−２）の形状を矩形に設定したが、多角形状又は円形状に設定することもできることは勿論である。
また、上記実施例では、切替スイッチ回路５の切替をＣＰＵ６で自動制御する例を示したが、切替スイッチ回路５の切替を手動で行うものをこの発明の範囲から除外する意ではない。

また、上記実施例では、図３に示したように、ＣＰＵ６が、受信状況に応じた切替スイッチ回路５の制御を行うことで、所望の整合帯域幅を得るようにしたが、ＣＰＵ６の制御はこれに限るものではない。例えば、切替スイッチ回路５のＯＮ及びＯＦＦの各状態，周波数可変回路４に印加する制御電圧Ｖcnt１，及び各種共振周波数を有し且つ制御電圧Ｖcnt１と共振周波数とを関係付けた電圧−周波数テーブルを準備する。そして、ＣＰＵ６が、この電圧−周波数テーブルと切替スイッチ回路５の状態とを参照して、切替スイッチ回路５を制御することにより、所望のアンテナ共振周波数を得るようにすることもできる。

Claims (9)

1. 先端部が開放されたポール状の放射電極と、この放射電極上に介設されリアクタンスを調整することで放射電極の共振周波数を変化可能な周波数可変回路とを具備する周波数可変型アンテナであって、
   上記放射電極上であって上記周波数可変回路の介設位置と上記先端部との間の部位を物理的に分離し、
   当該分離部分を電気的に接続又は切断する切替スイッチ回路を設けた、
   ことを特徴とする周波数可変型アンテナ。
2. 先端部が開放されたループ状の放射電極と、この放射電極上に介設されリアクタンスを調整することで放射電極の共振周波数を変化可能な周波数可変回路とを具備する周波数可変型アンテナであって、
   上記放射電極上であって上記周波数可変回路の介設位置と上記先端部との間に存する２点間を電気的に接続又は切断する切替スイッチ回路を設けた、
   ことを特徴とする周波数可変型アンテナ。
3. 上記２点間を結ぶ電極経路を形成するとともに、当該電極経路上に、当該電極経路を電気的に接続又は切断する切替スイッチ回路を設けた、
   ことを特徴とする請求項２に記載の周波数可変型アンテナ。
4. 上記２点間を結ぶ電極経路を形成すると共に、当該電極経路の分岐部分に、上記放射電極の上記周波数可変回路側の電極部分と上記先端部側の電極部分とを電気的に接続した状態又は上記放射電極の上記周波数可変回路側の電極部分と上記電極経路とを電気的に接続した状態のいずれかの状態に切り替える切替スイッチ回路を設けた、
   ことを特徴とする請求項２に記載の周波数可変型アンテナ。
5. 上記放射電極は、多角形状又は円形状をなす、
   ことを特徴とする請求項２ないし請求項４のいずれかに記載の周波数可変型アンテナ。
6. 上記基体をセラミックス等の誘電体で形成する共に、上記放射電極と周波数可変回路と切替スイッチ回路とを当該誘電体基体に一体に形成した、
   ことを特徴とする請求項２ないし請求項５のいずれかに記載の周波数可変型アンテナ。
7. 上記切替スイッチ回路は、高周波スイッチである、
   ことを特徴とする請求項１ないし請求項６のいずれかに記載の周波数可変型アンテナ。
8. 上記高周波スイッチは、ＰＩＮダイオードスイッチ又はＭＥＳＦＥＴスイッチのいずれかである、
   ことを特徴とする請求項７に記載の周波数可変型アンテナ。
9. 請求項１ないし請求項８のいずれかに記載の周波数可変型アンテナと、
   妨害波等の不要波の有無に応じて上記切替スイッチ回路を自動制御可能な制御部と
   を具備することを特徴とする無線通信機。

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