WO2006030708A1

WO2006030708A1 - 周波数可変型アンテナ及び無線通信機

Info

Publication number: WO2006030708A1
Application number: PCT/JP2005/016614
Authority: WO
Inventors: Atsuyuki Yuasa
Original assignee: Murata Manufacturing Co., Ltd.
Priority date: 2004-09-14
Filing date: 2005-09-09
Publication date: 2006-03-23
Also published as: JPWO2006030708A1

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

明細書

周波数可変型アンテナ及び無線通信機

技術分野

[0001] 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。

背景技術

[0002] 従来、この種の周波数可変型アンテナは、例えば、ノ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力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 SIOO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 S 100の幅を任意に変化させることができるようになつている。

[0003] 特許文献 1 :特開平 05— 327333号公報

特許文献 2：特開 2002— 076750号公報

特許文献 3：特開平 08— 321716号公報

特許文献 4：特開平 09 - 191210号公報

特許文献 5：特開 2002— 232313号公報

発明の開示

[0004] 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 S 100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、し力も、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つてしまう。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 S 100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を用いて狭帯域ィ匕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。

[0005] 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。

[0006] 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ィ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、切替スィッチ回路を用いて、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ツ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ィ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。

[0007] 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つて、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ィッチ回路を設けた構成とする。

力かる構成により、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、切替スィ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。

[0008] 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ィッチ回路を設けた構成とする。

[0009] 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ィッチ回路を設けた構成とする。

[0010] 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ァンテナにおいて、放射電極は、多角形状又は円形状をなす構成とした。

[0011] 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ァンテナにおいて、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ィ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。カゝかる構成により、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ィ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。

[0012] 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ァンテナにおいて、切替スィッチ回路は、高周波スィッチである構成とした。

[0013] 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ダイオードスィッチ又は MESFETスィッチの!/、ずれかである構成とした。

[0014] 請求項 9の発明に係る無線通信機は、請求項 1な!、し請求項 8の、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ィ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。

[0015] 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ァンテナによれば、放射電極と周波数可変回路と切替スィ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。しカゝも、切替スィ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。

[0016] 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。

[0017] さらに、請求項 7及び請求項 8の発明によれば、切替スィッチ回路が高周波スィッチであるので、高速のスイッチング動作を得ることができる。

[0018] 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ィッチ回路を自動制御可能な制御部とを具備して、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。

図面の簡単な説明

[0019] [図 1]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 2]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。

[図 3]CPUの動作フローチャート図である。

[図 4]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。

[図 5]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。

[図 6]妨害波の回避状態示す線図である。

[図 7]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。

[図 8]第 2実施例の周波数可変型アンテナの平面図である。 [図 9]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。

[図 10]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。

[図 11]第 2実施例の一変形例を示す平面図である。

[図 12]図 11に示す一変形例に適用される切替スィッチ回路の電気的接続状態を示す回路図である。

[図 13]従来のアンテナ装置を示す構成図である。

[図 14]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

[0020] 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' …切替スィッチ回路、 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· ··ノリキャップ、 50· "PINダイオード、 55, 56- MESFET…ゝ 70· ··主面、 Ν· ··不要波、 Ql, Q2 .2点、 Vcntl…制御電圧、 Vcnt2…バイアス電圧。

発明を実施するための最良の形態

[0021] 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。

実施例 1

[0022] 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 l ib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。

[0023] 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 l ib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と切替スィッチ回路 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。

[0024] 図 2に示すように、放射電極 2は、長さがそれぞれ LI,〜， 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と切替スィッチ回路 5とがこれらポール状電極 21〜23に取り付けられている。

[0025] 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!、る。

[0026] 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、ノリキャップ (バリキャップダイォード) 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、ノリキャップ 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ヨークコイル 43の一方端を接続した構造になっている。力かる構造により、チョークコィル 43を介してバリキャップ 42に印加する制御電圧 Vcntlを変えると、ノリキャップ 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、ノリキャップ 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。

[0027] 切替スィッチ回路 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、高周波スィッチを用いている。具体的には、 PINダイオードスィッチ（PIN Diode Switch)であり、 PINダイオード 50の力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の力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、即ち切替スィッチ回路 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、切替スィッチ回路 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+L3J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!/、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ィッチ回路 5 の状態で変えることができる。具体的には、切替スィッチ回路 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、切替スィッチ回路 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 Vcntl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、切替スィッチ回路 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、切替スィッチ回路 5の ON又は OFF の一方の状態で、制御電圧 Vcntl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、切替スィッチ回路 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〖こすることがでさる。

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ィッチ回路 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、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力否かを判断する（図 3のステップ Sl)。そして、不要波がないと判断した場合には、切替スィッチ回路 5を ON状態にするバィァス電圧 Vcnt2を切替スィッチ回路 5に印加する（図 3のステップ S1の NO,ステツプ 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力否かを判断する（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、切替スィッチ回路 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、切替スイツチ回路 5を OFF状態にするバイアス電圧 Vcnt2を切替スィッチ回路 5に印加する（図 3のステップ S3の YES,ステップ S4)。

[0029] 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。

[0030] 力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ィッチ回路 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に示す切替スイツチ回路 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。これによつて、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。

力かる状態で、周波数可変回路 4のノリキャップ 42にカ卩える制御電圧 Vcntl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、バリキヤップ 42に印加する制御電圧 Vcntl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 fl, f 3…に変えることができる。 [0031] ところで、切替スィッチ回路 5が ON状態の場合には、放射電極 2の物理長が「L1 +L2+L3Jであり、長い。このため、その Q値は低ぐ帯域幅が広い。したがって、か力る状態では、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、。

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、切替スィッチ回路 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。

[0032] 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。これに対応すベぐこの実施例では、不要波がなくなった時点で、 CPU6により、切替スィッチ回路 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。

[0033] 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、し力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。

し力も、切替スィッチ回路 5が PINダイオード 50を有した高周波スィッチであるので、その切替が高速で行われる。

実施例 2

[0034] 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 1 lbに取り付けた構造になって、る。

[0035] 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と切替スィッチ回路 5とで構成されている。

[0036] 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 Ql, Q2間に、これら 2点 Ql, Q2 を結ぶ電極経路 25を備えて、る。

[0037] 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、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!/ヽる。

[0038] 切替スィッチ回路 5は、図 8において、理解を容易にするため、機械スィ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ダイオードスイツチである。

すなわち、バイアス電圧 Vcnt2によって、切替スィッチ回路 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。 [0039] 力かる構成により、周波数可変回路 4に加える制御電圧 Vcntl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、切替スィッチ回路 5をバイァス電圧 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さる。

すなわち、切替スィッチ回路 5を OFF状態にすることで、放射電極 2—1の物理長力整合回路 3が接続された基端力折曲部 PI, 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、切替スィッチ回路 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、切替スィッチ回路 5を ON状態にすることで、放射電極 2—1の物理長力基端力も折曲部 PI, P2の長さと 2点 Ql, 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、切替スイツチ回路 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。

実施例 3

[0040] 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^ 及び切替スィッチ回路をこの放射電極 2— 2と共に基体 7に一体に形成した。

[0041] 周波数可変回路^ 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、ノリキャップ 42に制御電圧 Vcntlを印加する部位に設けられたチヨークコイル 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、ノリキャップ 42に印加する制御電圧 Vcntl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。

[0042] 切替スィッチ回路 5' は、放射電極 2— 2の 2点 Ql, Q2間に接続された PINダイォード 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に印加するノィァス電圧 Vcnt2の向きを変えることで、 2点 Ql, Q2間を電気的に接続又は切断することがでさる。

[0043] 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,チョークコィノレ 43,コンデンサ 45, PINダイオード 50,チヨークコイル 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。

[0044] カゝかる構成により、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' や切替スィッチ回路 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' 及び切替スィッチ回路 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。

[0045] なお、この発明は、上記実施例に限定されるものではなぐ発明の要旨の範囲内にお、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の途中に切替スィッチ回路 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ちでさる。

すなわち、図 11に示すように、 MESFETスィッチ (Metal Semiconductor Field Effec t Transistor Switch)で構成した切替スィッチ回路 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ヽずれかの状態に切り替えるよう〖こすることもできる。

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。力かる構成により、 MESFET55, 56のいずれかのゲート Gに所定のゲート電圧をカ卩えることで、ドレイン Dとソース Sとの間を開閉する。すなわち、 MESFET55のゲ一ト Gにゲート電圧をカロえると、 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のゲ一ト 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。

[0046] また、上記実施例では、切替スィッチ回路に PINダイオードを用いた力切替スイツチ回路としては、高周波スィッチであればよい。したがって、切替スィッチ回路 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 ME SFETは、切替スィッチ回路に高速切替動作が必要な場合には好適である。

[0047] 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、切替スィッチ回路 5の切替を CPU6で自動制御する例を示したが、切替スィッチ回路 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。

[0048] 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ィツチ回路 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力 CPU6の制御はこれに限るものではない。例えば、切替スィッチ回路 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 Vcntl,及び各種共振周波数を有し且つ制御電圧 Vcntl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ィッチ回路 5の状態とを参照して、切替スィッチ回路 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ちでさる。

Claims

請求の範囲

[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ィッチ回路を設けた、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ィッチ回路を設けた、

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ィッチ回路を設けた、

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ィッチ回路を設けた、

[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、し請求項 4の、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ィ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、し請求項 5の、ずれかに記載の周波数可変型アンテナ。

[7] 上記切替スィッチ回路は、高周波スィッチである、

ことを特徴とする請求項 1な、し請求項 6の、ずれかに記載の周波数可変型アンテナ。

[8] 上記高周波スィッチは、 PINダイオードスィッチ又は MESFETスィ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!、し請求項 8の、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ィ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。