KR101072560B1

KR101072560B1 - 안테나 장치

Info

Publication number: KR101072560B1
Application number: KR1020040049276A
Authority: KR
Inventors: 모리고헤이
Original assignee: 소니 주식회사
Priority date: 2003-07-10
Filing date: 2004-06-29
Publication date: 2011-10-11
Also published as: US20050009586A1; JP3931849B2; JP2005033410A; US7486975B2; KR20050007127A; EP1496564A1

Abstract

이동 통신 기기 등에 있어 수신 감도의 향상을 도모할 수 있는 안테나 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다. 전환 스위치부(2)에 의해 2개의 안테나 소자 (ANT1, ANT2)의 회로 패턴을 바꾸어, 안테나 소자 (ANT1, ANT2)를 이용해 다이버서티안테나(diversity antenna)와 에스파 안테나라고 하는 2개의 방식의 안테나를 형성하도록 하였다.

Description

안테나 장치{Antenna apparatus}

도 1은 본 실시의 형태로서의 안테나 장치를 이용해 휴대 단말 장치의 외관을 도시한 도면이다.

도 2는 본 발명의 제1의 실시의 형태로서의 안테나 장치의 구성을 도시한 블럭도이다.

도 3은 도 2에 도시한 안테나 장치에 있어서의 안테나 형태와 전환 스위치부의 관계를 도시한 도면이다.

도 4는 제2의 실시의 형태의 안테나 장치의 구성을 도시한 블럭도이다.

도 5는 도 4에 도시한 안테나 장치에 있어서의 안테나 형태와 전환 스위치부의 관계를 도시한 도면이다.

도 6은 제3의 실시의 형태의 안테나 장치의 구성을 도시한 블럭도이다.

도 7은 도 6에 도시한 안테나 장치에 있어서의 안테나 형태와 전환 스위치부의 관계를 도시한 도면이다.

도 8은 제4의 실시의 형태의 안테나 장치의 구성을 도시한 블럭도이다.

도 9는 도 8에 도시한 안테나 장치에 있어서의 안테나 형태와 전환 스위치부의 관계를 도시한 도면이다.

도 10은 신호 처리부의 회로 구성의 일례를 도시한 블럭도이다.

도 11은 종래의 안테나 장치의 구성을 도시한 블럭도이다.

도 12는 종래의 안테나 장치의 구성을 도시한 블럭도이다.

도 13은 종래의 안테나 장치의 구성을 도시한 블럭도이다.

* 부호의 설명 *

1, 11, 21, 31. 안테나 장치 2, 12, 22, 32. 전환 스위치부

3. 수신기 4. 신호 처리부

5. 제어부 66a, 66b. 리액턴스 소자

23a, 23b. 송수신기 24. 제어부

51. 휴대 단말 장치 ANT1, ANT2. 안테나 소자

SW1~SW4. 스위치

본 발명은 안테나 장치에 관련되어, 특히 이동 통신 기기 등에 있어 충분한 수신 감도를 얻는데 매우 적합한 안테나 장치에 관한 것이다.

종래부터 이동 통신 기기에 대해서는, 어느 방향에서 송신되어 오는지 모르는 희망파 신호를 수신할 수 있는 것이 요망되고 있다.

이 때문에, 희망파 신호를 양호하게 수신하기 위한 기술이 여러 가지 제안되고 있다.

그러한 기술의 하나로서 복수의 안테나를 설치하고 가장 희망파 신호에 대한 수신 감도가 좋다고 여겨지는 안테나를 이용하여 수신을 실시하는, 이른바 공간 다이버서티 수신 방식이 알려져 있다.

도 11은, 종래의 공간 다이버서티 수신 방식의 안테나의 구성을 도시한 블럭도이다.

이 도 11에 도시한 다이버서티 안테나(100)에서는, 2개의 안테나 소자 (ANT1,ANT2)가 설치되고 있다. 이들 안테나 소자 (ANT1, ANT2)는 전환 스위치(101)에 의해, 희망파 신호에 대한 수신 감도가 좋다고 여겨지는 어느 한편의 안테나 소자(ANT1, ANT2)를 수신기(102)에 접속된다. 그리고, 수신기(102)에 대해 소망한 주파수대역의 신호를 선택한 후, 신호 처리부(103)에 대하여, 수신기(102)로부터의 수신 신호에 필요한 신호 처리를 가해 출력한다.

그렇지만, 상기 도 11에 도시한 것 같은 다이버서티 안테나(100)는, 안테나 지향 특성의 제어를 실시할 수 없다. 즉, 안테나의 빔 방향을 희망파 신호의 도래 방향을 향하게 할 수 없기 때문에, 안테나의 빔을 희망파 신호의 수신에 최적인 빔이 되도록 형성할 수 없다고 여겨진다. 이 때문에, 희망파 신호의 도래 방향에 따라서는, 충분한 수신 감도를 얻지 못하고, 희망파 신호 이외의 간섭파 신호도 수신해 버린다고 하는 결점이 있었다.

그래서, 안테나 지향 특성의 제어를 실시할 수 있는 안테나로서 복수의 송수신계를 사용해, 적응 신호 처리를 이용한 어레이 안테나 방식으로 어댑티브 어레이안테나로 불리는 안테나 장치가 제안되고 있다.

도 12는, 어댑티브 어레이안테나의 구성을 도시한 블럭도이다.

이 도 12에 도시한 어댑티브 어레이 안테나(110)에 있어서도, 2개의 안테나 소자(ANT1, ANT2)가 설치되어 있다.

이 경우, 안테나 소자(ANT1)는 수신기(102)에 접속되어 수신기(102)에 대해 소망한 주파수대역의 전파를 선택해 신호 처리부(103)에 출력한다. 또, 안테나 소자(ANT2)는 수신기(105)에 접속되어 수신기(105)에 대해 소망한 주파수대역의 전파를 선택해 신호 처리부(103)에 출력된다.

신호 처리부(103)에서는, 수신기(102, 105)로부터 입력이루어지는 수신 신호에 대해서 각각 가중치를 부여한 후 합성하는 등의 필요한 신호 처리를 실시하는 등 희망파 신호를 얻도록 하고 있다.

또, 안테나 지향 특성의 제어를 실시할 수 있는 안테나로서는, 급전소자를 조립한 어레이안테나 장치((Electronically Steerable Passive Array Radiator Antenna), 이하, 총칭으로서 에스파 안테나라고 부른다) 등도 제안되고 있다(특허 문헌 1).

도 13은 상기한 것 같은 에스파 안테나의 구성을 도시한 블럭도이다.

이 도 13에 도시한 에스파 안테나(120)에 있어서도, 2개의 안테나 소자(ANT1, ANT2)가 설치되고 있다. 이 경우, 안테나 소자(ANT1)는 수신기(102)에 접속되어 수신기(102)에 대해 소망한 주파수대역의 전파를 선택해 신호 처리부(103)에 출력한다. 한편, 안테나 소자(ANT2)는 리액턴스 소자(106)에 접속되도록 구성되어 신호 처리부(103)에 의해서, 리액턴스치가 제어되고 있는 것이다.

[특허 문헌 1]특개 2001－24431호 공보

그렇지만, 상기 도 12에 도시한 것 같은 어댑티브 어레이 안테나(110)는, 충분한 안테나 지향 특성을 얻을 수 있도록 구성하려면, 보다 많은 안테나를 설치할 필요가 있다. 이 때문에, 물리적인 면에서 부착할 수 있는 안테나의 갯수가 제한되는 이동 통신 기기, 특히 이동 단말에 적용하는 것은 곤란하였다.

또, 상기 도 13에 도시한 에스파 안테나(120)는 적어도 2개의 안테나를 탑재하는 것만으로, 안테나의 지향 특성을 제어하는 것이 가능하게 되지만, 역시 이동 통신 기기에 있어서 충분한 안테나 지향 특성을 얻을 수 있도록 구성하려면 보다 많은 안테나를 설치할 필요가 있었다.

그래서, 본 발명은 상기한 것 같은 점을 감안하여 이루어진 것이고, 적은 안테나의 갯수로 희망파 신호에 대해서 충분한 수신 감도를 얻을 수 있는 안테나 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 안테나 장치는, 복수의 방사소자와 적어도 1이상의 리액턴스 소자와 복수의 방사소자 가운데, 필요한 방사소자를 급전소자로 하는 제 1종의 안테나를 형성하는 회로 패턴과 복수의 방사소자 가운데, 1의 방사소자를 급전소자로 해 다른 방사소자에 리액턴스 소자를 접속해서 이루어지 는 제 2종의 안테나를 형성하는 회로 패턴의 사이에서의 전환을 실시하는 전환 수단을 갖추는 것으로 하였다.

또, 본 발명의 안테나 장치는, 복수의 방사소자와 적어도 1이상의 리액턴스 소자와 복수의 방사소자를 각각 급전소자로 하는 제 1종의 안테나를 형성하는 회로 패턴과 복수의 방사소자 가운데, 1개의 방사소자를 급전소자로 해, 다른 방사소자에 리액턴스 소자를 접속해서 이루어지는 제 2종의 안테나를 형성하는 회로 패턴의 사이에서의 전환을 실시하는 전환 수단을 갖추는 것으로 하였다.

본 발명에 의하면, 전환 수단에 의해 회로 패턴의 전환을 실시하는 것으로, 적은 갯수의 방사소자에 의해서 제 1종의 안테나와 제 2종의 안테나를 구성하는 것이 가능하게 된다. 이것에 의해, 안테나 장치의 희망파 신호에 대한 안테나 지향 특성의 향상을 도모할 수 있다.

또 본 발명의 안테나 장치는, 복수의 방사소자와 적어도 1이상의 리액턴스 소자와 복수의 방사소자를 각각 급전소자로 하는 제 1종의 안테나를 형성하는 회로 패턴과 복수의 방사소자 가운데, 1개의 방사소자를 급전소자로 해, 다른 방사소자에 리액턴스 소자를 접속해서 이루는 제 2종의 안테나를 형성하는 회로 패턴과 복수의 방사소자 가운데, 필요한 방사소자를 급전소자로 하는 제 3종의 안테나를 형성하는 회로 패턴의 사이에서의 전환을 실시하는 전환 수단을 갖추는 것으로 하였다.

본 발명에 의하면, 전환 수단에 의해 회로 패턴의 전환을 실시하는 것으로, 적은 갯수의 방사소자에 의해서, 제 1종의 안테나, 제 2종의 안테나, 제 3종의 안 테나를 구성하는 것이 가능하게 된다. 이것에 의해, 안테나 장치의 희망파 신호에 대한 안테나 지향 특성의 새로운 향상을 도모할 수 있다.

[발명의 실시의 형태]

이하, 본 발명의 실시의 형태의 안테나 장치에 대해 설명하지만, 본 실시의 형태의 안테나 장치의 구성을 설명하기 전에, 본 실시의 형태의 안테나 장치의 사용 형태에 대해 설명해 둔다.

도 1은, 본 실시의 형태로서의 안테나 장치를 탑재한 휴대 단말 장치의 외관 구조를 도시한 도면이다.

이 도 1에 도시한 휴대 단말 장치(51)에서는, 그 상단면에 2개의 안테나 소자 (ANT1, ANT2)가 장착되고 있다.

안테나 소자(ANT1)와 안테나 소자(ANT2)의 사이의 거리(L)는, 안테나 장치에 대해 송수신을 하는 전파의 반파장의 길이에 상당하는 거리로 설정되어 있다.

본 실시의 형태의 안테나 장치를 휴대 전화용의 0. 8 GHz대의 전파의 송수신에 이용하는 경우, 안테나 소자(ANT1)와 안테나 소자(ANT2)간의 거리(L)는 18 cm로 설정된다. 또, 무선 LAN용의 5 GHz대의 전파의 송수신에 이용하는 경우, 안테나 소자(ANT1)와 안테나 소자(ANT2)간의 거리(L)는 3 cm로 설정되게 된다.

이하, 본 실시의 형태의 안테나 장치에 대해 설명해 간다.

도 2는, 제1의 실시의 형태로 되는 안테나 장치의 구성을 도시한 블럭도이다.

이 도 2에 도시한 안테나 장치(1)은, 2개의 안테나 소자 (ANT1, ANT2)와 전환 스위치부(2), 수신기(3), 신호 처리부(4), 제어부(5), 리액턴스 소자(6)로 구성된다.

전환 스위치부(2)에는, 안테나 소자(ANT1)와 안테나 소자(ANT2)의 회로 패턴을 바꾸기 위한 2개의 스위치(SW1, SW2)가 설치되어 있다.

스위치는, 다이오드나 FET를 이용한 스위치 뿐만이 아니라, MEMS(Micro Electro Mechanical System) 스위치를 이용하는 것도 생각할 수 있다.

이 경우, 스위치(SW1)의 공통 단자는, 수신기(3)에 접속되어 있다. 또, 스위치(SW1)의 단자(A)는, 안테나 소자(ANT1)에 접속되며, 스위치(SW1)의 단자(B)는 스위치(SW2)의 단자(B)에 접속되어 있다.

또, 스위치(SW2)의 공통 단자는 안테나 소자(ANT2)에 접속되며, 스위치(SW2)의 단자(A)에는 리액턴스 소자(6)가 접속되어 있다.

수신기(3)는 도시하고 있지 않지만, 안테나 소자(ANT1)로부터 입력 신호를 증폭하는 앰프, 필요한 발진 주파수의 발진 신호를 출력하는 발진기, 앰프의 출력과 발진기의 발진 출력을 혼합하는 혼합기 등을 갖추어 소망한 주파수대역의 신호를 수신 신호로서 신호 처리부(4)에 출력한다.

신호 처리부(4)는, 수신기(3)에 대해 선택된 수신 신호에 필요한 신호 처리를 실시해 베이스밴드 신호로서 출력한다.

또, 이 도면에는 나타내지 않지만, 신호 처리부(4)에는 검파 회로가 설치되고 있어 수신기(3)로부터의 수신 신호의 전계 강도 레벨을 검출해 제어부(5)에 출력한다.

제어부(5)는 수신기(3)이나 신호 처리부(4) 등의 각부의 제어를 실시함과 동시에, 전환 스위치부(2)의 전환 제어를 실시하도록 된다.

또, 제어부(5)는 본 실시의 형태의 안테나 장치(1)을 에스파 안테나로 하는 경우는, 리액턴스 소자(6)의 리액턴스치의 가변 제어 등도 실시하도록 된다.

리액턴스 소자(6)는, 인덕터, 콘덴서, 가변 용량 다이오드 등에 의해 구성되어 제어부(5)로부터 리액턴스 소자(6)의 가변 용량 다이오드에 전압을 인가하는 것으로, 인덕턴스값을 가변하도록 된다.

인덕턴스 소자(6)가 인덕턴스성을 가질 때는, 인덕턴스 소자(6)는 연장 코일이 되고, 무급전소자인 안테나 소자(ANT2)의 전기장이 급전소자인 안테나 소자(ANT1)보다 길어지고, 안테나 소자(ANT2)가 반사기로서 작용한다.

한편, 인덕턴스 소자(6)가 캐패시턴스성을 가질 때는, 인덕턴스 소자(6)는 단축 콘덴서가 되어, 무급전소자인 안테나 소자(ANT2)의 전기장이, 급전소자인 안테나 소자(ANT1)보다 짧아져, 안테나 소자(ANT2)가 도파기로서 작용한다.

그리고, 이러한 안테나 장치(1)에서는, 전환 스위치부(2)에 의해 2개의 안테나 소자 (ANT1, ANT2)의 회로 패턴을 바꾸는 것으로, 제 1종의 안테나인 다이버서티안테나와 제 2종의 안테나인 에스파 안테나라고 하는 2개의 방식의 안테나를 형성하도록 하고 있다.

이것에 의해, 안테나 소자(ANT1)를 급전소자로 하는 다이버서티 안테나(1), 안테나 소자(ANT2)를 급전소자로 하는 다이버서티 안테나(2), 및 안테나 소자(ANT1)를 급전소자, 안테나 소자(ANT2)를 무급전소자로 한 에스파 안테나라고 하는 3개의 안테나를 구성하도록 한 것이다.

도 3은, 상기 도 2에 도시한 안테나 장치(1)에 있어서의 안테나의 접속 형태와 전환 스위치부(2)의 전환 상태의 관계를 도시한 도면이다.

안테나 소자(ANT1)를 급전소자로 한 다이버서티 안테나(1)을 구성하는 경우는, 제어부(5)에 의해 전환 스위치부(2)의 스위치(SW1)를 단자(A), 스위치(SW2)를 단자(B)에 접속하도록 전환 제어를 실시한다. 이것에 의해, 안테나 소자(ANT1)를 전환 스위치부(2)를 통해 수신기(3)에 접속된다.

또, 안테나 소자(ANT2)를 급전소자로 한 다이버서티 안테나(2)를 구성하는 경우는, 제어부(5)에 의해 전환 스위치부(2)의 스위치(SW1)를 단자(B), 스위치(SW2)를 단자(B)에 접속하도록 전환 제어를 실시한다. 이것에 의해, 안테나 소자(ANT2)를 전환 스위치부(2)를 통해 수신기(3)에 접속된다.

또, 안테나 소자 (ANT1, ANT2)에 의해, 에스파 안테나를 구성하는 경우는, 제어부(5)에 의해 전환 스위치부(2)의 스위치(SW1)를 단자(A), 스위치(SW2)를 단자(A)에 접속하도록 전환 제어를 실시한다. 이것에 의해, 안테나 소자(ANT1)를 전환 스위치부(2)의 스위치(SW1)를 통해 수신기(3)에 접속할 수 있음과 동시에, 안테나 소자(ANT2)를 전환 스위치부(2)의 스위치(SW2)를 통해 리액턴스 소자(6)에 접속된다.

이와 같이, 도 2에 도시한 안테나 장치(1)에 있어서는, 제어부(5)에 의해 전환 스위치부(2)의 스위치(SW1, SW2)의 전환 제어를 실시하고, 2개의 안테나 소자 (ANT1, ANT2)의 회로 패턴을 바꾸도록 하고 있다.

이것에 의해, 다이버서티 방식, 에스파 방식이라고 하는 2개의 방식을 이용하고, 다이버서티 안테나(1), 다이버서티 안테나(2), 에스파 안테나라고 하는 3개의 안테나를 구성할 수 있도록 한 것이다.

따라서, 안테나 장치(1)에서는, 신호 처리부(4)에 있어서, 다이버서티 안테나(1), 다이버서티 안테나(2), 에스파 안테나라고 하는 3개의 안테나 형태에 있어서, 희망파 신호의 전계 강도 레벨 또는 데이터 에러 레이트의 측정을 실시하도록 하고 있다. 그리고, 그와 같은 전기장 강도 레벨 또는 데이터 에러 레이트의 측정 결과에 근거하고, 제어부(5)가 전환 스위치부(2)의 스위치(SW1, SW2)의 전환 제어를 실시해, 최종적으로 최적인 수신을 얻을 수 있는 안테나 형태를 선택하도록 하고 있다.

이 결과, 안테나로서의 자유도가 증가하고, 안테나 장치(1)의 희망파 신호에 대한 감도를 향상시킬 수 있게 된다.

종래의 에스파 안테나나 어댑티브 어레이 안테나는 공간적으로 전파를 합성하고 있기 때문에, 안테나 소자의 간격이 이용하는 파장에 의존한 것이 된다. 이 때문에, 이동 통신 기기인 휴대 단말 장치등에서는, 물리적인 제약으로부터 이용할 수 있는 안테나 소자의 갯수가 한정되어 충분한 효과를 발휘할 수 없는 것이었다.

이것에 대해서, 본 실시의 형태의 안테나 장치(1)에서는, 2개의 안테나 소자 (ANT1, ANT2)를 설치하고, 이러한 안테나 소자(ANT1, ANT2)의 회로 패턴을 바꾸는 것으로, 다이버서티 방식과 에스파 안테나 방식에 의한 3개의 안테나 회로 패턴을 실현할 수 있으므로, 부착 가능한 안테나 소자의 수에 제약이 있는 휴대 단말 장치 등의 이동 통신 기기에 있어서도, 안테나 감도의 향상을 도모할 수 있게 된다.

다음에, 도 4는 제2의 실시의 형태로서의 안테나 장치의 구성을 도시한 블럭도이다. 또한, 도 2에 도시한 안테나 장치와 동일 부위에는 동일 부호를 붙이고 상세한 설명은 생략한다.

이 도 4에 도시한 안테나 장치(11)는, 상기 도 2에 도시한 안테나 장치(1)과는 전환 스위치부의 구성이 다르다. 또한, 상기 도 2에 도시한 안테나 장치(1)에서는 리액턴스 소자(6)가 1개만 설치되어 있는데, 여기에서는 2개의 리액턴스 소자(6a, 6b)가 설치되어 있는 점이 다르다.

이 경우의 전환 스위치부(12)는, 안테나 소자(ANT1, ANT2)의 회로 패턴을 전환을 실시하기 위해서 3개의 스위치(SW1, SW2, SW3)가 설치되어 있고, 스위치(SW1)의 공통 단자는 수신기(3)에 접속되어 있다. 또 스위치(SW1)의 단자(A)는 스위치(SW3)의 단자(B)에 접속되며, 스위치(SW1)의 단자(B)는 스위치(SW2)의 단자(B)에 접속되어 있다.

스위치(SW2)의 공통 단자는 안테나 소자(ANT2)에 접속되고 스위치(SW2)의 단자(A)는 리액턴스 소자(6b)에 접속되어 있다.

스위치(SW3)의 공통 단자는 안테나 소자(ANT1)에 접속되고 스위치(SW3)의 단자(A)는 리액턴스 소자(6a)에 접속되어 있다.

이러한 안테나 장치(11)에 대해서는, 전환 스위치부(12)에 의해 2개의 안테 나 소자 (ANT1, ANT2)의 회로 패턴을 바꾸는 것으로, 상기 도 2의 안테나 장치와 같이, 제 1종의 안테나인 다이버서티 안테나와 제 2종의 안테나인 에스파 안테나라고 하는 2개의 방식의 안테나를 형성할 수 있다.

단, 이 경우는, 리액턴스 소자가 2개 설치되고 있는 것으로부터 다이버서티 안테나(1)와 다이버서티 안테나(2), 및 안테나 소자(ANT1)를 급전소자로 해, 안테나 소자(ANT2)를 무급전소자로 한 에스파 안테나(1)에 가세하고, 안테나 소자(ANT2)를 급전소자로 해, 안테나 소자(ANT1)를 무급전소자로 하는 에스파 안테나(2)라고 하는 4개의 안테나 형태를 실현할 수 있다.

도 5는, 상기 도 4에 도시한 안테나 장치(11)에 있어서의 안테나 형태와 그 때의 전환 스위치부(12)의 전환 상태의 관계를 도시한 도면이다.

먼저, 안테나 소자(ANT1)를 급전소자로 한 다이버서티 안테나(1)을 구성하는 경우는, 제어부(5)에 의해 전환 스위치부(12)의 스위치(SW1)를 단자(A), 스위치(SW2)를 단자(B), 스위치(SW3)를 단자(B)에 접속하도록 전환 제어를 실시하도록 한다. 이것에 의해, 안테나 소자(ANT1)를 전환 스위치부(12)를 통해 수신기(3)에 접속된다.

또, 안테나 소자(ANT2)를 급전소자로 한 다이버서티 안테나(2)를 구성하는 경우는, 제어부(5)에 의해 전환 스위치부(12)의 스위치(SW1, SW2), SW3의 모두를 단자(B)에 접속하도록 전환 제어를 실시한다. 이것에 의해, 안테나 소자(ANT2)를 전환 스위치부(12)를 통해 수신기(3)에 접속된다.

또, 안테나 소자 (ANT1, ANT2)에 의해, 에스파 안테나(1)을 구성하는 경우 는, 제어부(5)에 의해 전환 스위치부(12)의 스위치(SW1, SW2)를 단자(A), 스위치(SW3)를 단자(B)에 접속하도록 전환 제어를 실시한다.

이것에 의해, 안테나 소자(ANT1)를 전환 스위치부(12)의 스위치(SW3)→스위치(SW1)를 통해 수신기(3)에 접속으로 되어 안테나 소자(ANT2)를 전환 스위치부(12)의 스위치(SW2)를 통해 리액턴스 소자(6b)에 접속된다.

또, 에스파치안테나(2)를 구성하는 경우는, 제어부(5)에 의해 전환 스위치부(12)의 스위치(SW1, SW2)를 단자(B), 스위치(SW3)를 단자(A)에 접속하도록 전환 제어를 실시한다. 이것에 의해, 안테나 소자(ANT2)가 전환 스위치부(12)의 스위치(SW2)→스위치(SW1)를 통해 수신기(3)에 접속되고 안테나 소자(ANT1)를 전환 스위치부(12)의 스위치(SW3)를 통해 리액턴스 소자(6a)에 접속된다.

이와 같이 도 4에 도시한 안테나 장치(11)에 있어서는, 제어부(5)에 의해 전환 스위치부(12)의 스위치(SW1~SW3)의 전환 제어를 실시해, 2개의 안테나 소자 (ANT1, ANT2)의 회로 패턴을 바꾸도록 하고 있다.

이것에 의해, 다이버서티 방식과 에스파 방식이라고 하는 2개의 방식을 이용하고, 다이버서티 안테나(1), 다이버서티 안테나(2), 에스파 안테나(1), 에스파 안테나(2)라고 하는 4개의 안테나를 구성할 수 있도록 한 것이다.

그리고, 이 도 4에 도시한 것같이 안테나 장치(11)를 구성했을 경우는, 2개의 안테나 방식을 이용해 4개의 안테나를 형성할 수 있으므로, 도 2에 도시한 안테나 장치(1)보다 희망파 신호에 대한 감도를 한층 더 향상시킬 수 있다.

도 6은, 제3의 실시의 형태로서의 안테나 장치의 구성을 도시한 블럭도이다. 또한, 도 2에 도시한 안테나 장치와 동일 부위에는 동일 부호를 붙여서 상세한 설명은 생략한다.

이 도 6에 도시한 안테나 장치(21)는 안테나 소자(ANT1, ANT2), 리액턴스 소자(6a, 6b), 전환 스위치부(22), 송수신기(23a, 23b), 제어부(24), 신호 처리부(25)로 구성된다.

전환 스위치부(22)에는, 안테나 소자 (ANT1, ANT2)의 회로 패턴을 바꾸는 2개의 스위치(SW2, SW3)가 설치되어 있다.

이 경우, 스위치(SW2)의 공통 단자는 안테나 소자(ANT2)에 접속되고, 그 단자(A)는 리액턴스 소자(6b)에, 단자(B)는 송수신기(23b)에 각각 접속되어 있다.

또, 스위치(SW3)의 공통 단자는 안테나 소자(ANT1)에 접속되고, 그 단자(A)는 리액턴스 소자(6a)에, 단자(B)는 송수신기(23a)에 각각 접속되어 있다.

송수신기(23a, 23b)는, 안테나 소자(ANT1, ANT2)로부터 입력 신호를 증폭하는 앰프, 필요한 발진 주파수의 발진 신호를 출력하는 발진기, 앰프의 출력과 발진기의 발진 출력을 혼합하는 혼합기 등을 갖추고, 안테나 소자(ANT1, ANT2)로부터의 전파로부터 소망한 주파수대역의 수신 신호를 신호 처리부(25)에 출력한다.

신호 처리부(25)에서는, 송수신기(23a, 23b)에 있어서 선택된 수신 신호에 필요한 신호 처리를 실시하여 출력한다.

도 10은, 신호 처리부(25)의 내부 구성예를 도시한 도면이다.

이 도 10에 도시한 신호 처리부(25)에는, 안테나 장치(21)에 의해 어댑티브 어레이 안테나를 구성했을 때에 송수신기(23a)로부터의 신호에 가중치를 붙이는 가중치 부가회로(43)와 송수신기(23b)로부터의 신호에 가중치 부가를 실시하는 가중치 부가회로(44), 및 이들 가중치 부가회로(43, 44)의 출력을 합성하기 위한 가산기(45)가 설치되어 있다.

그리고, 가산기(45)로 합성한 신호를 신호 처리회로(47)에서 필요한 신호 처리를 실시하는 것으로, 신호 처리회로(47)로부터 베이스 밴드신호가 출력되게 된다.

검파 회로(41, 42)는, 안테나 장치(21)에 의해 에스파 안테나를 구성했을 때에, 송수신기(23a, 23b)로부터 입력되는 수신 신호의 전계 강도 레벨을 검파하기 위해서 설치되어 있다. 또 검파 회로(46)는 안테나 장치(21)에 의해 어댑티브 어레이 안테나를 구성했을 때에 합성한 수신 신호의 전계 강도 레벨을 검파하기 위해서 설치되고 있다.

제어부(24)는, 송수신기(23a, 23b), 신호 처리부(25) 등의 각부의 제어를 실시함과 동시에, 전환 스위치부(22)의 전환 제어를 실시하도록 된다.

또 제어부(24)는, 안테나 장치(21)을 에스파 안테나에 의해 형성할 때는 리액턴스 소자(6)의 리액턴스의 가변 제어 등도 실시하도록 된다.

그리고, 이러한 안테나 장치(21)에 있어서는, 전환 스위치부(22)에 의해 2개의 안테나 소자(ANT1, ANT2)의 회로 패턴을 바꾸는 것으로, 상기한 것 같은 에스파 안테나 방식에 의한 에스파 안테나(1)와 다이버서티 안테나(2), 및 2개의 송수신기(23a, 23b)를 이용한 어레이 안테나, 이른바 어댑티브 어레이 안테나라고 하는 3개의 접속 형태를 사용할 수 있도록 구성된다.

도 7은, 상기 도 6에 도시한 안테나 장치에 있어서의 안테나 형태와 전환 스위치부의 전환 상태의 관계를 도시한 도면이다.

먼저, 안테나 소자 (ANT1, ANT2)에 의해, 에스파 안테나(1)를 구성하는 경우는, 제어부(24)에 의해 전환 스위치부(22)의 스위치(SW2)를 단자(A), 스위치(SW3)를 단자(B)에 접속되도록 전환 제어를 실시한다. 이것에 의해, 안테나 소자(ANT1)를 전환 스위치부(22)의 스위치(SW3)를 통해 송수신기(23a)에 접속해, 안테나 소자(ANT2)를 전환 스위치부(22)의 스위치(SW2)를 통해 리액턴스 소자(6b)에 접속된다.

또, 다이버서티 안테나(2)를 구성하는 경우는, 제어부(24)에 의해 전환 스위치부(22)의 스위치(SW2)를 단자(B), 스위치(SW3)를 단자(A)에 접속되도록 전환 제어를 실시한다. 이것에 의해, 안테나 소자(ANT2)를 전환 스위치부(22)의 스위치(SW2)를 통해 송수신기(23b)에 접속해, 안테나 소자(ANT1)를 전환 스위치부(22)의 스위치(SW3)를 통해 리액턴스 소자(6a)에 접속된다.

또, 안테나 소자 (ANT1, ANT2)에 의해 어댑티브 어레이 안테나를 구성하는 경우는, 제어부(24)에 의해 전환 스위치부(22)의 스위치(SW2, SW3)를 모두 단자(B)에 접속하도록 전환 제어를 실시한다.

이것에 의해, 안테나 소자(ANT1)를 전환 스위치부(22)의 스위치(SW3)를 통해 송수신기(23a)에 접속하고, 안테나 소자(ANT2)를 전환 스위치부(22)의 스위치(SW2)를 통해 송수신기(23b)에 접속된다.

이와 같이, 도 6에 도시한 안테나 장치(21)에 있어서는, 제어부(24)에 의해 전환 스위치부(22)의 스위치(SW2, SW3)의 전환 제어를 실시하고, 2개의 안테나 소자(ANT1, ANT2)의 회로 패턴을 바꾸도록 하고 있다.

이것에 의해, 에스파 안테나 방식, 어댑티브 어레이 안테나 방식이라고 하는 2개의 방식을 이용하고, 에스파 안테나(1), 에스파 안테나(2), 어레이 안테나라고 하는 3개의 안테나를 구성할 수 있다.

따라서, 상기 도 6에 나타내도록 안테나 장치(21)을 구성한 경우도, 종래에 비해 안테나로서의 자유도가 증가할 수 있다. 즉, 안테나 장치(21)에 있어서도 상기 도 2에 도시한 안테나 장치(1)와 같이, 2개의 안테나 소자 (ANT1, ANT2)를 이용해 3개의 안테나를 구성할 수 있으므로, 안테나 장치(21)의 희망파 신호에 대한 감도를 향상시킬 수 있게 이루어지는 것이다.

도 8은, 본 발명의 제 4실시의 형태로서의 안테나 장치의 구성을 도시한 블럭도이다. 또한, 상기 도 4 및 도 6에 도시한 안테나 장치와 동일 부위에는 동일 부호를 붙이고 상세한 설명은 생략한다.

이 도 8에 도시한 안테나 장치(31)는, 안테나 소자(ANT1, ANT2), 리액턴스 소자(6a, 6b), 전환 스위치부(32), 송수신기(23a, 23b), 제어부(24), 신호 처리부(25)로 구성된다.

전환 스위치부(32)에는, 안테나 소자(ANT1) 및 안테나 소자(ANT2)의 회로 패턴을 바꾸는 4개의 스위치(SW1, SW2, SW3, SW4)가 설치되어 있다.

이 경우, 스위치(SW1)와 스위치(SW4)는 2극 스위치, 스위치(SW2)와 스위치(SW3)는 3극 스위치로 여겨진다.

스위치(SW1)의 공통 단자는 송수신기(23a)에 접속되어 스위치(SW1)의 단자(A)는 스위치(SW3)의 단자 C에, 스위치(SW1)의 단자(B)는 스위치(SW2)의 단자(B)에 접속되어 있다.

또, 스위치(SW2)의 공통 단자는 안테나 소자(ANT2)에 접속되어 스위치(SW2)의 단자(A)는 리액턴스 소자(6b)에, 스위치(SW2)의 단자(B)는 스위치(SW1)의 단자(B)에, 스위치(SW2)의 단자 C는 스위치(SW4)의 단자(A)에 접속되어 있다.

또, 스위치(SW3)의 공통 단자는 안테나 소자(ANT1)에 접속되어 스위치(SW3)의 단자(A)는 리액턴스 소자(6a)에, 스위치(SW3)의 단자(B)는 스위치(SW4)의 단자(B)에, 스위치(SW3)의 단자 C는 스위치(SW1)의 단자(A)에 접속되어 있다.

또 스위치(SW4)의 공통 단자는 송수신기(23b)에 접속되고, 스위치(SW4)의 단자(A)는 스위치(SW2)의 단자 C에, 스위치(SW1)의 단자(B)는 스위치(SW3)의 단자(B)에 접속되어 있다.

따라서, 이러한 안테나 장치(31)에 있어서는, 전환 스위치부(32)에 의해 2개의 안테나 소자 (ANT1, ANT2)의 회로 패턴을 바꾸는 것으로, 상기한 것 같은 다이버서티 안테나(1), 다이버서티 안테나(2), 에스파 안테나(1), 에스파 안테나(2), 어레이 안테나라고 하는 5개의 안테나를 구성할 수 있도록 한 것이다.

도 9는, 상기 도 8에 도시한 안테나 장치에 있어서의 안테나 형태와 전환 스위치부의 전환 상태의 관계를 도시한 도면이다.

먼저, 안테나 소자(ANT1)를 급전소자로 한 다이버서티 안테나(1)를 구성하는 경우는, 제어부(24)에 의해 전환 스위치부(32)의 스위치(SW1)를 단자(A), 스위치(SW2)를 단자(B), 스위치(SW3)를 단자 C에 접속하도록 전환 제어를 실시한다.

이것에 의해, 안테나 소자(ANT1)만을 전환 스위치부(32)를 통해 송수신기(23a)에 접속할 수 있다. 또한, 이 경우의 스위치(SW4)는 단자(A, B)의 어느 쪽에 접속되고 있어도 괜찮다.

또, 안테나 소자(ANT2)를 급전소자로 한 다이버서티 안테나(2)를 구성하는 경우는, 제어부(24)에 의해 전환 스위치부(32)의 스위치(SW1, SW2)를 단자(B), 스위치(SW3)를 단자 C에 접속하도록 전환 제어를 실시한다. 이것에 의해, 안테나 소자(ANT2)만을 전환 스위치부(32)를 통해 송수신기(23a)에 접속할 수 있다. 또한, 이 경우도 스위치(SW4)의 단자(A, B)의 어느 쪽에 접속되고 있어도 괜찮다.

또, 안테나 소자 (ANT1, ANT2)에 의해, 에스파 안테나(1)을 구성하는 경우는, 제어부(24)에 의해 전환 스위치부(32)의 스위치(SW1, SW2)를 단자(A), 스위치(SW3)를 단자(B)에 접속하도록 전환 제어를 실시한다. 이것에 의해, 안테나 소자(ANT1)를 전환 스위치부(32)를 통해 송수신기(23a)에 접속해, 안테나 소자(ANT2)를 전환 스위치부(32)를 통해 리액턴스 소자(6b)에 접속된다. 또한 이 경우도 스위치(SW4)의 단자(A), B의 어느 쪽에 접속되고 있어도 괜찮다.

또, 에스파 안테나(2)를 구성하는 경우는, 제어부(24)에 의해 전환 스위치부(32)의 스위치(SW2)를 단자 C, 스위치(SW3, SW4)를 단자(A)에 접속하도록 전환 제어를 실시한다. 이것에 의해, 안테나 소자(ANT2)를 전환 스위치부(32)를 통해 송수신기(23a)에 접속하고, 안테나 소자(ANT1)를 전환 스위치부(32)를 통해 리액턴스 소자(6a)에 접속된다. 또한 이 경우는 스위치(SW1)의 단자(A, B)의 어느 쪽에 접속되고 있어도 괜찮다.

또, 안테나 소자 (ANT1, ANT2)에 의해 어댑티브 어레이 안테나를 구성하는 경우는, 제어부(24)에 의해 전환 스위치부(32)의 스위치(SW1, SW4)를 모두 단자(A), 스위치(SW2, SW3)를 모두 단자 C에 접속하도록 전환 제어를 실시한다. 이것에 의해, 안테나 소자(ANT1)를 전환 스위치부(32)를 통해 송수신기(23a)에 접속하고, 안테나 소자(ANT2)를 전환 스위치부(32)를 통해 송수신기(23b)에 접속된다.

이와 같이, 도 8에 도시한 안테나 장치(31)에 대해서는, 제어부(24)에 의해 전환 스위치부(32)의 스위치(SW1~SW4)의 전환 제어를 실시해, 2개의 안테나 소자 (ANT1, ANT2)의 회로 패턴을 바꾸도록 하고 있다. 이것에 의해, 다이버서티 안테나 방식, 에스파 안테나 방식, 어댑티브 어레이 안테나 방식이라고 하는 3개의 안테나 방식을 이용하고, 다이버서티 안테나(1), 다이버서티 안테나(2), 에스파 안테나(1), 에스파 안테나(2), 어레이안테나라고 하는 5개의 안테나를 구성할 수 있게 된다.

따라서, 상기 도 8에 나타내도록 안테나 장치(31)를 구성한 경우는, 안테나로서의 자유도를 한층 더 증가시키게 되고, 안테나 장치(31)의 희망파 신호에 대한 감도의 또 다른 향상을 도모할 수 있다.

또한 본 실시의 형태의 안테나 장치에서는, 2개의 안테나 소자를 이용해 구성하는 경우를 예로 들어 설명했지만, 이것은 어디까지나 일례이며, 2이상의 안테나 소자를 이용해 안테나 장치를 구성해도 좋은 것은 말할 필요도 없다.

3개의 안테나 소자를 이용해 안테나 장치를 구성하면, 최대 10가지의 안테나를 형성할 수 있으므로, 안테나 장치의 희망파 신호에 대한 안테나 지향 특성의 향상을 도모할 수 있으므로, 보다 안테나 감도를 향상시킬 수 있는 것은 말할 필요도 없다.

또 본 실시의 형태에 대해 설명한 안테나 방식의 조합은, 어디까지나 일례이며, 전환 스위치부에 의해 다이버서티 안테나 방식과 어댑티브 어레이 안테나 방식으로 회로 패턴을 바꾸도록 구성하는 것도 가능하다.

또, 본 실시의 형태에서는, 안테나 장치에 의해 무선 LAN용의 안테나, 또 휴대 전화용의 안테나를 구성하는 경우를 예로 들어 설명했지만, 이것은 어디까지나 일례이며, 본 실시의 형태의 텔레비젼 방송용의 안테나로서 이용하는 일도 생각할 수 있다.

이상의 설명으로부터 이해되는 것같이, 본 발명의 안테나 장치에 의하면, 전환 수단에 의해 회로 패턴의 전환을 실시하는 것으로, 적은 갯수의 방사소자에 의해서 제 1종의 안테나와 제 2종의 안테나, 혹은 제 1종의 안테나와 제 2종의 안테나, 제 3종의 안테나를 형성하는 것이 가능하게 된다.

따라서, 이와 같은 본 발명의 안테나 장치를 이동 통신 기기 등에 탑재하면, 적은 방사소자의 갯수로, 희망파 신호에 대한 안테나 지향 특성의 향상을 도모할 수 있으므로, 결과적으로는 안테나 감도의 향상을 도모할 수 있게 된다.

Claims

복수의 방사소자와 적어도 1이상의 리액턴스 소자라고 상기 복수의 방사소자 가운데, 필요한 방사소자를 급전소자로 하는 제 1종의 안테나를 형성하는 회로 패턴이라고 상기 복수의 방사소자 가운데, 1의 방사소자를 급전소자로 해 다른 방사소자에 상기 리액턴스 소자를 접속해서 이루어지는 제 2종의 안테나를 형성하는 회로 패턴의 사이에서의 전환을 실시하는 전환 수단과를 갖추는 것을 특징으로 하는 안테나 장치.
제 1항에 있어서,

상기 제 2종의 안테나의 회로 패턴은, 급전소자가 아닌 다른 방사소자에 대해서, 상기 리액턴스 소자를 각각 접속하도록 형성되고 있는 것을 특징으로 하는 안테나 장치.
제 1항에 있어서,

상기 제 2종의 안테나에 대하고, 급전소자로서 이용이루어지는 방사소자와 다른 방사소자간의 거리는, 수신해야 할 전파의 파장에 따라 설정이루어지는 것을 특징으로 하는 안테나 장치.
복수의 방사소자와 적어도 1이상의 리액턴스 소자라고 상기 복수의 방사소자 를 각각 급전소자로 하는 제 1종의 안테나를 형성하는 회로 패턴이라고 상기 복수의 방사소자 가운데, 1개의 방사소자를 급전소자로 해, 다른 방사소자에 상기 리액턴스 소자를 접속해서 이루어지는 제 2종의 안테나를 형성하는 회로 패턴의 사이에서의 전환을 실시하는 전환 수단과를 갖추는 것을 특징으로 하는 안테나 장치.
제 4항에 있어서,

상기 제 2종의 안테나에 대하고, 급전소자로서 이용이루어지는 방사소자와 다른 방사소자간의 거리는, 수신해야 할 전파의 파장에 따라 설정이루어지는 것을 특징으로 하는 안테나 장치.
복수의 방사소자와 적어도 1이상의 리액턴스 소자라고 상기 복수의 방사소자를 각각 급전소자로 하는 제 1종의 안테나를 형성하는 회로 패턴이라고 상기 복수의 방사소자 가운데, 1개의 방사소자를 급전소자로 해, 다른 방사소자에 상기 리액턴스 소자를 접속해서 이루어지는 제 2종의 안테나를 형성하는 회로 패턴이라고 상기 복수의 방사소자 가운데, 필요한 방사소자를 급전소자로 하는 제 3종의 안테나를 형성하는 회로 패턴의 사이에서의 전환을 실시하는 전환 수단과를 갖추는 것을 특징으로 하는 안테나 장치.
제 6항에 있어서,

상기 제 3종의 안테나에 대하고, 급전소자로서 이용이루어지는 방사소자와 다른 방사소자간의 거리는, 수신해야 할 전파의 파장에 따라 설정이루어지는 것을 특징으로 하는 안테나 장치.