JP2007116508A - Antenna, antenna module using the same, and high frequency signal device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、1つのアンテナでありながら、2つの異なる周波数帯域の高周波信号を受信あるいは送受信できるアンテナとこれを用いたアンテナモジュールおよび高周波信号装置に関するものである。 The present invention relates to an antenna that can receive or transmit / receive high-frequency signals in two different frequency bands, and an antenna module and a high-frequency signal device using the same, although it is a single antenna.
以下、従来のアンテナを用いた高周波信号装置について図面を用いて説明する。図6は、従来の高周波信号装置のブロック図である。 Hereinafter, a conventional high-frequency signal device using an antenna will be described with reference to the drawings. FIG. 6 is a block diagram of a conventional high-frequency signal device.
図6において、高周波信号装置1は、テレビ放送信号を受信する受信用アンテナ2と、この受信用アンテナ2からの受信信号が供給される受信部3と、携帯電話用信号が送受信される送受信用アンテナ4と、この送受信用アンテナ4の出力が接続される送受信部5と、これら受信部3と送受信部5からの出力信号がそれぞれ供給される信号処理部6と、この信号処理部6にそれぞれ接続された映像表示部7と音声出力部8と音声入力部9とから構成されていた。
In FIG. 6, the high-frequency signal device 1 includes a receiving antenna 2 that receives a television broadcast signal, a receiving unit 3 that is supplied with a reception signal from the receiving antenna 2, and a transmission / reception device that transmits and receives mobile phone signals. An antenna 4, a transmission / reception unit 5 to which an output of the transmission / reception antenna 4 is connected, a signal processing unit 6 to which output signals from the reception unit 3 and the transmission / reception unit 5 are respectively supplied, and a signal processing unit 6 respectively The
以上のように構成された高周波信号装置1において、受信用アンテナ2からの受信信号は、受信部3において希望信号が選局された後、受信信号より低い周波数に変換されて、信号処理部6に出力される。 In the high-frequency signal device 1 configured as described above, the received signal from the receiving antenna 2 is converted to a frequency lower than the received signal after the desired signal is selected by the receiving unit 3, and the signal processing unit 6. Is output.
一方、送受信用アンテナ4の受信信号は、送受信部5において希望信号が選局された後、受信信号より低い周波数に変換されて、信号処理部6に出力される。この信号処理部6では、映像表示部7、音声出力部8により映像、音声が再生される。また、音声入力部9からの信号は、信号処理部6に入力される。この信号処理部6からの出力信号は、送受信部5に供給されたのち、送受信用アンテナ4から送信される。
On the other hand, the reception signal of the transmission / reception antenna 4 is converted to a frequency lower than the reception signal after the desired signal is selected by the transmission / reception unit 5 and output to the signal processing unit 6. In the signal processing unit 6, video and audio are reproduced by the
以上のように、テレビ放送信号を受信する受信部3の入力には受信用アンテナ2が接続される。また携帯電話用信号が送受信される送受信部5の入力には送受信用アンテナ4が接続されている。 As described above, the receiving antenna 2 is connected to the input of the receiving unit 3 that receives a television broadcast signal. A transmission / reception antenna 4 is connected to an input of a transmission / reception unit 5 for transmitting / receiving a cellular phone signal.
日本でのテレビ放送は、UHF信号として470MHz〜770MHzを用いている。例えば、このUHF信号の500MHzを受信するには、受信用アンテナ2の長さは、この波長に対して略1/4波長である約15cmの長さが必要となる。 Television broadcasts in Japan use 470 MHz to 770 MHz as UHF signals. For example, in order to receive 500 MHz of this UHF signal, the length of the receiving antenna 2 needs to be about 15 cm, which is approximately ¼ wavelength with respect to this wavelength.
一方、送受信用アンテナ4は、約850MHzの送受信信号を送受信するためのものである。従って、この送受信用アンテナ4の長さは、850MHzの波長に対して略1/4波長の約8.8cmの長さが必要となる。 On the other hand, the transmission / reception antenna 4 is for transmitting and receiving a transmission / reception signal of about 850 MHz. Therefore, the length of the transmission / reception antenna 4 is required to be about 8.8 cm, which is approximately ¼ wavelength with respect to the wavelength of 850 MHz.
このように、約15cmの長さを持つ受信用アンテナ2と、約8.8cmの長さを持つ送受信用アンテナ4の2つのアンテナ2と4を用いていた。 Thus, the two antennas 2 and 4 of the receiving antenna 2 having a length of about 15 cm and the transmitting / receiving antenna 4 having a length of about 8.8 cm are used.
なお、この出願の発明に関連する先行技術文献情報としては、例えば、特許文献1が知られている。
しかしながら、このような2つの異なる周波数帯域を用いて受信或いは送信する従来の高周波信号装置1において、受信部3あるいは送受信部5に対してそれぞれ使用する周波数帯域が異なるため専用のアンテナ2、4を設ける必要があった。 However, in the conventional high-frequency signal device 1 that receives or transmits using these two different frequency bands, the frequency bands used for the receiving unit 3 or the transmitting / receiving unit 5 are different, so that the dedicated antennas 2 and 4 are used. It was necessary to install.
そこで本発明は、この問題を解決したもので、1つのアンテナでありながら、2つの異なる周波数帯の高周波信号に対してそれぞれ4分の1波長として用いるアンテナにより受信または送受信できる小型化サイズのアンテナを提供することを目的としたものである。 Therefore, the present invention solves this problem, and although it is a single antenna, it is a small-sized antenna that can receive or transmit / receive signals by using an antenna that is used as a quarter wavelength for high-frequency signals in two different frequency bands. Is intended to provide.
この目的を達成するために本発明のアンテナは、第1のアンテナ素子の他方の端に一方の端が接続された第2のアンテナ素子と、この第2のアンテナ素子の他方の端に設けられるとともに第2の周波数帯域の信号を受信あるいは送受信する第2の端子と、前記第1のアンテナ素子の他方の端と前記第2のアンテナ素子の一方の端との間に接続された第1の周波数阻止回路と、前記第2のアンテナ素子の他方の端と前記第2の端子との間に接続された第2の周波数阻止回路とを設け、前記第1の周波数阻止回路は、前記第1の周波数帯域の信号を通過させるとともに、前記第2の周波数帯域の信号を阻止し、前記第2の周波数阻止回路は、前記第1の周波数帯域の信号を阻止するとともに前記第2の周波数帯域の信号を通過させ、前記第1のアンテナ素子と前記第2のアンテナ素子の直列接続された電気的な長さを前記第1の周波数帯の中心周波数に対して略4分の1波長とし、前記第2のアンテナ素子の電気的な長さを第2の周波数帯の中心周波数に対して略4分の1波長とするものである。 To achieve this object, an antenna of the present invention is provided at a second antenna element having one end connected to the other end of the first antenna element and at the other end of the second antenna element. And a second terminal for receiving or transmitting / receiving a signal in the second frequency band, and a first terminal connected between the other end of the first antenna element and one end of the second antenna element. A frequency blocking circuit; and a second frequency blocking circuit connected between the other end of the second antenna element and the second terminal, wherein the first frequency blocking circuit includes the first frequency blocking circuit And the second frequency blocking circuit blocks the signal of the first frequency band and blocks the signal of the second frequency band. Let the signal pass, and The electrical length of the tenor element and the second antenna element connected in series is approximately a quarter wavelength with respect to the center frequency of the first frequency band, and the electrical length of the second antenna element is The length is approximately a quarter wavelength with respect to the center frequency of the second frequency band.
以上のように本発明によれば、アンテナは、第1のアンテナ素子の他方の端に一方の端が接続された第2のアンテナ素子と、この第2のアンテナ素子の他方の端に設けられるとともに第2の周波数帯域の信号を受信あるいは送受信する第2の端子と、前記第1のアンテナ素子の他方の端と前記第2のアンテナ素子の一方の端との間に接続された第1の周波数阻止回路と、前記第2のアンテナ素子の他方の端と前記第2の端子との間に接続された第2の周波数阻止回路とを設け、前記第1の周波数阻止回路は、前記第1の周波数帯域の信号を通過させるとともに、前記第2の周波数帯域の信号を阻止し、前記第2の周波数阻止回路は、前記第1の周波数帯域の信号を阻止するとともに前記第2の周波数帯域の信号を通過させ、前記第1のアンテナ素子と前記第2のアンテナ素子の直列接続された電気的な長さを前記第1の周波数帯の中心周波数に対して略4分の1波長とし、前記第2のアンテナ素子の電気的な長さを第2の周波数帯の中心周波数に対して略4分の1波長とするものである。 As described above, according to the present invention, the antenna is provided at the other end of the second antenna element, with the second antenna element having one end connected to the other end of the first antenna element. And a second terminal for receiving or transmitting / receiving a signal in the second frequency band, and a first terminal connected between the other end of the first antenna element and one end of the second antenna element. A frequency blocking circuit; and a second frequency blocking circuit connected between the other end of the second antenna element and the second terminal, wherein the first frequency blocking circuit includes the first frequency blocking circuit And the second frequency blocking circuit blocks the signal of the first frequency band and blocks the signal of the second frequency band. A signal is passed through the first antenna; The electrical length of the element and the second antenna element connected in series is set to about a quarter wavelength with respect to the center frequency of the first frequency band, and the electrical length of the second antenna element This is approximately one-quarter wavelength with respect to the center frequency of the second frequency band.
このように、アンテナには、第1の端子から第2の端子に向かって順に、第1のアンテナ素子と、第1の周波数阻止回路と、第2のアンテナ素子と、第2の周波数阻止回路を設けている。これにより、第1のアンテナ素子と第2のアンテナ素子の直列接続された電気長で第1の周波数帯におけるアンテナを形成し、第2のアンテナ素子で第2の周波数帯におけるアンテナを形成している。 As described above, the antenna includes the first antenna element, the first frequency blocking circuit, the second antenna element, and the second frequency blocking circuit in order from the first terminal to the second terminal. Is provided. Thus, an antenna in the first frequency band is formed by the electrical length of the first antenna element and the second antenna element connected in series, and an antenna in the second frequency band is formed by the second antenna element. Yes.
従って、1つのアンテナでありながら、第2のアンテナ素子を共用することにより2つの異なる周波数の高周波信号に対して受信または送受信が可能な小型化サイズのアンテナが実現できる。 Accordingly, by using the second antenna element in common with one antenna, it is possible to realize a miniaturized antenna capable of receiving or transmitting / receiving high frequency signals of two different frequencies.
また、2つの異なる周波数の高周波信号に対して、それぞれ4分の1波長として用いるアンテナにより受信または送受信できるので、高感度な受信性能と送信損失の少ない送信性能を有するアンテナとできる。 In addition, since high-frequency signals having two different frequencies can be received or transmitted / received by an antenna used as a quarter wavelength, an antenna having high-sensitive reception performance and transmission performance with low transmission loss can be obtained.
(実施の形態1)
以下、本実施の形態1について図面を用いて説明する。図1は実施の形態1における高周波信号装置の回路図である。図1において、高周波信号装置10は、アンテナモジュール11と、このアンテナモジュール11の端子11aに入力端子12aが接続された受信部12と、このアンテナモジュール11の端子11bに入力端子13aが接続された送受信部13と、これら受信部12、送受信部13の出力端子12b、13bがそれぞれ接続された信号処理部14とから構成されている。
(Embodiment 1)
Hereinafter, the first embodiment will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a circuit diagram of the high-frequency signal device according to the first embodiment. In FIG. 1, the high-
この高周波信号装置10において、例えば、第1の周波数帯の一例として受信部12の受信周波数をUHF(470MHz〜770MHz)とし、第2の周波数帯の一例として送受信部13の送受信周波数をPDC800(約820MHz〜900MHz)を用いた場合を、以下説明する。
In the high-
アンテナモジュール11は、端子15aと端子15bが設けられたアンテナ15と、この端子15aに接続された増幅部17と、この増幅部17の出力が接続された端子11aと、端子15bに一方が接続された整合器18と、この整合器18の他方が接続された端子11bとから構成されている。
The
アンテナ15は、端子15aから端子15bに向かって順に、アンテナ素子19と、インダクタ20とコンデンサ21とからなる並列回路22(第1の周波数阻止回路の一例として用いた)と、アンテナ素子23と、インダクタ24とコンデンサ25とからなる並列回路26(第2の周波数阻止回路の一例として用いた)が接続されている。
The
増幅部17には、入力端子17aと出力端子17bが設けられている。この入力端子17aと出力端子17bの間には、アンテナ15との整合損失を少なくするための整合器27と、受信信号を増幅する増幅器28と、抵抗で構成された減衰器29がこの順に接続されている。
The
以上のように構成されたアンテナモジュール11の動作について説明する。
The operation of the
最初に、アンテナ15の動作について説明する。このアンテナ15において、並列回路22の並列共振周波数を例えば860MHzに設定する。この860MHzは、820MHz〜900MHzのおよそ中心周波数としている。また、並列回路26の並列共振周波数を例えば620MHzに設定する。この620MHzは、470MHz〜770MHzのほぼ中心周波数としている。
First, the operation of the
これにより、並列回路22は、620MHz付近において小さなインピーダンス値となるが、860MHz付近において大きなインピーダンス値となる。反対に、並列回路26は、620MHz付近において大きなインピーダンス値となるが、860MHz付近において小さなインピーダンス値になる。
As a result, the
従って、アンテナ素子19は、620MHz付近において、並列回路22を介してアンテナ素子23に高周波的に接続される。さらに、アンテナ素子23は、並列回路26により端子15bと高周波的に分離されることになる。すなわち、端子15aには、620MHz付近において、アンテナ素子19と、アンテナ素子23が高周波的に直列に接続される。さらに、アンテナ素子23の一方の端23aは高周波的に開放状態とできる。これにより、アンテナ素子19と23の直列接続されたアンテナ素子によって受信された620MHz付近であるUHF帯の信号は、端子15aを介して増幅部17に入力される。
Therefore, the antenna element 19 is connected to the
ここで、例えば、UHF信号の620MHzを受信するには、アンテナ素子19と23により構成される全体の長さは、4分の1波長である12cmとしている。なお、アンテナ素子19と23とは、ほぼ一直線状に配置している。これにより、アンテナ素子19と23による長さは、それぞれの長さを加算したものとできる。
Here, for example, in order to receive 620 MHz of the UHF signal, the entire length constituted by the
一方、端子15bは、860MHz付近において、並列回路26を介してアンテナ素子23に高周波的に接続され、並列回路22によりアンテナ素子19と高周波的に分離されることになる。これにより、端子15bがアンテナ素子23に高周波的に接続される。さらに、アンテナ素子23の他方の端23bは高周波的に開放状態とできる。これにより、送受信部13で用いられる送受信信号がアンテナ素子23により送受信される。
On the other hand, the terminal 15b is connected to the
ここで、例えば、PDC800(約820MHz〜900MHz)を送受信するには、アンテナ素子23の長さは、4分の1波長である8.7cmとしている。これにより、アンテナ素子19の長さは、アンテナ素子19と23の長さを加算した12cmからアンテナ素子23の長さ8.7cmを差し引いた3.3cmとすることができる。
Here, for example, in order to transmit / receive PDC800 (about 820 MHz to 900 MHz), the length of the
なお、アンテナ素子19、23には、マイクロストリップラインを用いることもできる。この場合、マイクロストリップラインを構成する基板の誘電率により伝播速度が遅くなり、波長が短縮される。これにより、アンテナ素子19、23の長さを短くできるので、アンテナ15の小型化が可能となる。
For the
この場合に、マイクロストリップラインの線幅、マイクロストリップラインとグランドまでの距離、基板の誘電率により、インピーダンスを例えば75Ωの低いインピーダンスに近似できる。これにより、例えば75Ωに近い入力インピーダンスを有する増幅器28を用いる場合には、整合器27を不要とすることができるので、小型化とコストダウンが可能となる。同様に、75Ωに近い入力インピーダンスを有する送受信部13を用いる場合には、整合器18を不要とできるので、小型化とコストダウンが可能となる。
In this case, the impedance can be approximated to a low impedance of, for example, 75Ω by the line width of the microstrip line, the distance from the microstrip line to the ground, and the dielectric constant of the substrate. As a result, for example, when the
以上のように、1つのアンテナ15でありながら、2つの異なる周波数の高周波信号に対して、それぞれ4分の1波長として受信または送受信が可能となる。
As described above, although one
特に、端子15bに送受信部13からの送信信号が存在したとしても、並列回路22により、端子15aへの漏洩が抑圧される。これにより、送受信部13からの送信信号は、アンテナ15を介して受信部12に漏洩することはない。従って、受信部12は、送受信部13からの送信信号による妨害を受けにくくなる。
In particular, even if a transmission signal from the transmission /
なお、並列回路22と増幅器28の間には、送受信部13で用いられる送信信号を抑圧するためにフィルタを新たに設けることもできる。これにより、受信部12は、送受信部13からの送信信号による妨害をさらに受けない。
Note that a filter may be newly provided between the
さらに、並列回路22、26を構成するインダクタ20、24、コンデンサ21、25のうち少なくとも一つの素子には、インダクタンス値あるいは容量値を可変できる素子を用いることができる。これにより、並列回路22、26の阻止周波数を可変することができるので、送受信信号の周波数に合わせて阻止周波数を最適化することができる。
Furthermore, an element capable of varying an inductance value or a capacitance value can be used for at least one of the inductors 20 and 24 and the capacitors 21 and 25 constituting the
さらにまた、並列回路22、26を構成するインダクタ20、24、コンデンサ21、25のうち少なくとも一つの素子には、インダクタンス値あるいは容量値を切替える素子を用いることができる。例えば、インダクタ20にインダクタ20a(図示せず)を直列接続し、インダクタ20aに並列接続した電子スイッチを設け、この電子スイッチによりインダクタンス値を切替える。あるいは、コンデンサ21にコンデンサ21a(図示せず)を並列接続し、コンデンサ21aに直列接続した電子スイッチを設け、この電子スイッチにより容量値を切替える。これにより、並列回路22、26の阻止周波数を切替えることができるので、送受信信号の周波数に合わせて阻止周波数を最適化することができる。
Furthermore, an element that switches an inductance value or a capacitance value can be used as at least one of the inductors 20 and 24 and the capacitors 21 and 25 constituting the
次に増幅部17を構成する整合器27と増幅器28の動作について説明する。図2(a)は、整合器27の回路図である。即ち、この整合器27の入力27aと出力27bとの間にはコンデンサ27cが接続されており、出力27bとグランドとの間にはインダクタ27dが接続されている。この整合器27は、アンテナ15と増幅器28との整合損失を少なくして、受信信号の整合損失を低減するために挿入される。
Next, operations of the
図2(b)は、スミスチャート上でのインピーダンスを表している。例えば、アンテナ15は、UHF周波数では抵抗成分が大きいインピーダンス30aを有するものとなる。これは、アンテナ素子23の長さを、4分の1波長より短い長さである7cmサイズとしたためである。なお、増幅器28の入力インピーダンスは、例えば75オーム(以下Ωと記す)に近いインピーダンス30bとしている。
FIG. 2B shows the impedance on the Smith chart. For example, the
このインピーダンス30aは、信号ラインに直列に接続されたコンデンサ27cによって、定抵抗円30cに沿って反時計方向へ回転される。この結果、インピーダンス30dへ移動する。
The impedance 30a is rotated counterclockwise along the
図2(c)は、アドミッタンスチャート上でのインピーダンスを表している。このインピーダンス30dは、グランドに接続されたインダクタ27dにより、定コンダクタンス円30eに沿って反時計方向へ回転される。この結果、インピーダンス30bへ移動できる。
FIG. 2C shows the impedance on the admittance chart. The
このように、コンデンサ27cとインダクタ27dを用いてインピーダンスを移動させることにより、整合器27の出力27bからみたアンテナ15のインピーダンスを増幅器28の入力インピーダンスに近似させることができる。
In this way, by moving the impedance using the
つまり、端子15aからみたアンテナ15の出力インピーダンスと、増幅器28の入力インピーダンスとを整合させることができる。これにより、アンテナ15で受信された受信信号は、少ない整合損失で増幅器28へ入力させることができる。従って、アンテナの受信感度が改善されることになる。
That is, the output impedance of the
次に増幅部17を構成する減衰器29の動作について説明する。図3は、増幅器28と出力端子17bとの間に挿入された減衰器29の回路図である。減衰器29は、入力29a、出力29bを有している。
Next, the operation of the
この減衰器29は、入力29a、29bの間に接続された抵抗29cと、入力29aとグランド間に接続された抵抗29dと、出力29bとグランド間に接続された抵抗29eとから構成されている。これら抵抗29c、29d、29eによってΠ(パイ)型アッテネータとすることにより、増幅部17の出力インピーダンスを周波数に関係なく抵抗成分のみの例えば75Ωに近似できる。なお、Π(パイ)型アッテネータの構成をT(ティー)型アッテネータとしてもよい。
The
このように、受信部12の入力インピーダンスが受信chによって大きく変化しても、アンテナモジュール11と受信部12との整合損失を一定値にできる。これにより、チャンネル間での受信感度を一定にすることができる。
Thus, even if the input impedance of the receiving
例えば、抵抗29cは47Ωとし、抵抗29dは330Ω、抵抗29eは330Ωとすると、減衰量を4dBにすることができる。また、これらの値を適切に選ぶことにより、減衰器29の減衰量を適切に設定することができる。
For example, if the
また、減衰器29により、端子11aに接続されるチューナ等の受信部12への入力レベルを適正にすることができるので、受信部12における歪を少なくできる。
Further, since the input level to the receiving
次に、整合器18の動作について説明する。整合器18は、アンテナ部15と送受信部13との整合損失を少なくするために用いられる。この整合器18の回路および動作の基本は、整合器27と同様である。このように、アンテナ15と送受信部13との整合損失を少なくすることにより、受信感度を良くするとともに、送信効率を大きくできる。
Next, the operation of the
以上説明したように、1つのアンテナ15でありながら、2つの異なる周波数の高周波信号に対して、それぞれ4分の1波長のアンテナ15として受信または送受信が可能となる。従って、小型サイズでありながら高感度な受信性能と良好な送信効率を有するアンテナ15を実現できる。
As described above, although one
また、アンテナモジュール11では、アンテナ15の端子15a、15bに増幅部17、整合器18を介して端子11a、11bが接続されている。これにより、小型サイズでありながら、より高感度な受信性能とより良好な送信効率を可能とするアンテナモジュール11を実現できる。
In the
さらに、高周波信号装置10では、アンテナモジュール11の端子11a、11bに受信部12、送受信部13が接続されている。さらに、これら受信部12および送受信部13からの復調された信号は信号処理部14に供給されている。これにより、小型サイズでありながら、高感度な受信性能と良好な送信効率を有する高周波信号装置10を実現できる。
Further, in the high-
なお、本実施の形態では、アンテナ15の一方の端子15aをUHFの受信用アンテナとし、他方の端子15bをPDC800の送受信用アンテナとして用いた場合について説明した。この受信用アンテナの受信信号は、UHF信号以外でも同様である。また、送受信用アンテナの送受信信号は、PDC800以外でも同様である。
In the present embodiment, the case where one terminal 15a of the
さらに、整合器18の代わりに増幅部17と同機能を有する増幅部31(図示せず)を用い、送受信部13の代わりに受信部12と同機能を有する受信部32(図示せず)を用いてもよい。この受信部32の受信周波数は、受信部12より高い受信周波数とし、並列回路22の阻止周波数は受信部32の受信周波数とすればよい。そして、アンテナ素子23の長さを受信部32の受信周波数の4分の1波長とし、アンテナ素子23と19の加算した長さを受信部12の受信周波数の4分の1波長とする。
Further, an amplifying unit 31 (not shown) having the same function as the amplifying
これにより、1つのアンテナ15でありながら、2つの異なる周波数の高周波信号に対して、それぞれ4分の1波長のアンテナ15として受信または送受信が可能となる。従って、小型サイズでありながら高感度な受信性能と良好な送信効率を有するアンテナ33(図示せず)を実現できる。
Thereby, although it is one
(実施の形態2)
以下、本実施の形態2について説明する。図4は、本実施の形態2における高周波信号装置54の回路図である。実施の形態1におけるアンテナモジュール11には、受信部12、送受信部13が接続されている。これに対して、本実施の形態2におけるアンテナモジュール55には、送受信部13、56が接続されている点が異なる。なお、図1と同じものについては同じ番号を付しその説明は簡略化している。
(Embodiment 2)
Hereinafter, the second embodiment will be described. FIG. 4 is a circuit diagram of the high-
高周波信号装置54において、例えば、送受信部13の送受信周波数をPDC800(820MHz〜900MHz)とし、送受信部56の送受信周波数をPDC1500(1429MHz〜1516MHz)として、以下説明する。
In the high-
図4において、高周波信号装置54は、アンテナモジュール55と、このアンテナモジュール55の端子55aに入力端子56aが接続された送受信部56と、アンテナモジュール55の端子55bに入力端子13aが接続された送受信部13と、これら送受信部13、56の出力端子13b、56bがそれぞれ接続された信号処理部58とから構成されている。
4, the high-
そして、アンテナモジュール55は、アンテナ60と、このアンテナ60に設けられた端子60a、60bと、端子60aと端子55aの間に接続された整合器57と、端子60bと端子55bの間に設けられた整合器18から構成されている。
The
また、アンテナ60の内部には、端子60bから端子60aに向かって順に、アンテナ素子61と、インダクタ62とコンデンサ63とからなる並列回路64と、アンテナ素子65と、インダクタ66とコンデンサ67とからなる並列回路68が接続されている。
The
さらに、整合器57は、整合器18と同じように、アンテナ60と送受信部56を整合させるために用いられる。
Further, the matching
以上のように構成されたアンテナモジュール55の動作について、以下説明する。初めに、アンテナ60の動作について説明する。
The operation of the
このアンテナ60において、並列回路64の並列共振周波数を例えば1472MHzに設定する。この1472MHzは、1429MHz〜1516MHzのおよそ中心周波数としている。また、並列回路68の並列共振周波数を例えば860MHzに設定する。この860MHzは、820MHz〜900MHzのほぼ中心周波数としている。
In this
これにより、並列回路64は、1472MHz付近において大きなインピーダンス値となるが、860MHz付近において小さいインピーダンス値となる。一方、並列回路68は、860MHz付近において大きなインピーダンス値となるが、1472MHz付近において小さなインピーダンス値となる。
As a result, the
従って、端子60bに接続されているアンテナ素子61は、860MHz付近において、並列回路64を介してアンテナ素子65に高周波的に接続され、並列回路68により端子60aと高周波的に分離されることになる。すなわち、端子60bは、860MHz付近において、アンテナ素子61と65が高周波的に直列に接続される。さらに、アンテナ素子65の一方の端65aは高周波的に開放状態とできる。これにより、送受信部13で用いられる送受信信号がアンテナ素子61および65により送受信される。
Therefore, the
ここで、PDC800(820〜900MHz)を送受信するために、アンテナ素子19と23により構成される全体の長さを、860MHzの4分の1波長である8.7cmとしている。なお、アンテナ素子19と23とは、ほぼ一直線状に配置している。これにより、アンテナ素子19と23による長さは、それぞれの長さを加算したものとできる。
Here, in order to transmit and receive PDC800 (820 to 900 MHz), the overall length constituted by the
一方、端子60aは、1472MHz付近において、並列回路68を介してアンテナ素子65に高周波的に接続され、並列回路64によりアンテナ素子61と高周波的に分離されることになる。これにより、端子60aがアンテナ素子65に高周波的に接続される。さらに、アンテナ素子65の他方の端65bは高周波的に開放状態とできる。これにより、送受信部56で用いられる送受信信号がアンテナ素子65により送受信される。
On the other hand, the terminal 60a is connected to the
ここで、例えば、PDC1500(1429MHz〜1516MHz)を送受信するには、アンテナ素子65の長さは、4分の1波長である5cmとしている。これにより、アンテナ素子61の長さは、アンテナ素子61と65の長さを加算した8.7cmからアンテナ素子65の長さ5cmを差し引いた3.7cmとすることができる。
Here, for example, in order to transmit / receive PDC 1500 (1429 MHz to 1516 MHz), the length of the
なお、アンテナ素子61、65には、マイクロストリップラインを用いることもできる。この場合、マイクロストリップラインを構成する基板の誘電率により伝播速度が遅くなり、波長が短縮される。これにより、アンテナ素子61、65の長さを短くできるので、アンテナ60の小型化が可能となる。
Note that a microstrip line may be used for the
この場合に、マイクロストリップラインの線幅、マイクロストリップラインとグランドまでの距離、基板の誘電率により、インピーダンスを例えば75Ωの低いインピーダンスに近似できる。これにより、75Ωに近い入力インピーダンスを有する送受信部13、56を用いる場合には、整合器18、57を不要とできるので、小型化とコストダウンが可能となる。
In this case, the impedance can be approximated to a low impedance of, for example, 75Ω by the line width of the microstrip line, the distance from the microstrip line to the ground, and the dielectric constant of the substrate. Thereby, when the transmission /
以上のように、1つのアンテナ60でありながら、2つの異なる周波数の高周波信号に対して、それぞれ4分の1波長のアンテナ60として送受信が可能となる。
As described above, although one
特に、端子60bに送受信部13からの送信信号が存在したとしても、並列回路68により、端子60aへの漏洩が抑圧される。これにより、送受信部56は、送受信部13からの送信信号による妨害を受けない。
In particular, even if a transmission signal from the transmission /
反対に、端子60aに送受信部56からの送信信号が存在したとしても、並列回路64により、端子60bへの漏洩が抑圧される。これにより、送受信部13は、送受信部56からの送信信号による妨害を受けない。
On the other hand, even if a transmission signal from the transmission /
なお、並列回路68と入力端子56aの間には、送受信部13で用いられる送信信号を抑圧するためのフィルタを新たに設けることもできる。同様に、並列回路64と入力端子13aの間には、送受信部56で用いられる送信信号を抑圧するためのフィルタを新たに設けることもできる。
A filter for suppressing a transmission signal used in the transmission /
以上説明したように、一つのアンテナ60でありながら、2つの異なる周波数の高周波信号に対して、それぞれ4分の1波長のアンテナ60として送受信が可能となる。従って、小型サイズでありながら高感度な受信性能と良好な送信効率を有するアンテナ60を実現できる。
As described above, although it is one
次に、アンテナモジュール55の動作について説明する。整合器18は、アンテナ60と送受信部13との整合損失を少なくするために用いられる。また、整合器57は、アンテナ60と送受信部56との整合損失を少なくするために用いられる。この整合器57の回路および動作の基本は、整合器18と同様である。
Next, the operation of the
このように、整合器18、57によって、アンテナ60と送受信部13、56との整合損失をそれぞれ少なくできる。これにより、小型サイズでありながら、高感度な受信性能と良好な送信効率を有するアンテナモジュール55を実現できる。
As described above, the matching
さらに、高周波信号装置54では、アンテナモジュール55の端子55a、55bに送受信部56、13がそれぞれ接続されている。さらに、これら送受信部56、13からの復調された信号は信号処理部58に供給されている。これにより、小型サイズでありながら、高感度な受信性能と良好な送信効率を有する高周波信号装置54を実現できる。
Further, in the high-
なお、本実施の形態では、アンテナ60を、PDC800の送受信用アンテナおよびPDC1500の送受信用アンテナとして用いた場合について説明した。この送受信用アンテナの信号は、PDC800、PDC1500以外を用いた場合においても同様である。
In the present embodiment, the case where the
さらに、以上のように構成されたアンテナ60、アンテナモジュール55、高周波信号装置54は、実施の形態1と同様の効果を奏するものである。
Furthermore, the
(実施の形態3)
以下、本実施の形態3について、説明する。図5は、実施の形態1の高周波信号装置10を携帯電話として用いた場合の透視図である。なお、図1と同じものについては同じ番号を付しその説明は簡略化している。
(Embodiment 3)
Hereinafter, the third embodiment will be described. FIG. 5 is a perspective view when the high-
図5において、高周波信号装置71の構成について説明する。すなわち、アンテナモジュール11の一方の端にある端子11aには、受信部12の入力端子12aが接続されている。この端子11aと反対側の端にある端子11bには、送受信部13の入力端子13aが接続されている。これら受信部12と送受信部13の出力端子12b、13bは、信号処理部14にそれぞれ接続されている。さらに、この信号処理部14には、映像表示部73、スピーカ74、マイク75が接続されている。
In FIG. 5, the configuration of the high-
これらアンテナモジュール11、受信部12、送受信部13、信号処理部14、映像表示部73、スピーカ74、マイク75が同一筐体76内に構成されたものである。
These
このように、同一筐体76内に受信部12、送受信部13を配置すると、送受信部13からの大きな送信信号が出力される。この大きな送信信号が受信部12の入力端子12aに流入して受信部12が妨害を受けないようにすることが重要である。従って、以下の配慮をしている。
Thus, when the receiving
即ち、アンテナモジュール11の端子11aと受信部12の入力端子12aを近接させて配置し、アンテナモジュール11の端子11bと送受信部13の入力端子13aを近接させて配置する。また、受信部12と送受信部13とを一直線状に配置(夫々の出力同士を近接)している。これにより、アンテナモジュール11、受信部12、送受信部13、信号処理部14を近接して配置できるので、小面積での実装が可能となる。
That is, the terminal 11a of the
また、信号処理部14からはクロック信号等による不要な高調波信号が発生している。この不要な高調波信号が、アンテナモジュール11、受信部12の入力端子12a、送受信部13の入力端子13aに流入すると、受信部12が妨害を受ける場合がある。この妨害を防止することが重要である。
Further, the
そのために、信号処理部14の入力端子14a、14bは受信部12の出力端子12bと送受信部13の出力端子13bに近接させて配置する。これにより、これら接続部分からの不要輻射のレベルを低減できる。さらに、アンテナモジュール11と信号処理部14の間に受信部12、送受信部13を配置する。これにより、アンテナモジュール11と信号処理部14の互いの間隔を離すことができ、さらに、受信部12、送受信部13を金属ケースへ収納することによって一層シールド効果が生まれる。
For this purpose, the input terminals 14 a and 14 b of the
以上のように、アンテナモジュール11に対して、受信部12と送受信部13のそれぞれの入力端子12a、13aのそれぞれの入力部を互いに遠ざけ、これら受信部12と送受信部13の入力部をアンテナモジュール11の端子11a、11bに近接して配置することが重要である。
As described above, the input unit of each of the
これにより、受信部12は、送受信部13から妨害を受けることがなく、また、アンテナモジュール11、受信部12、送受信部13は、信号処理部14からの妨害を受けることはない。
Thereby, the receiving
なお、本実施の形態3では、受信部12、送受信部13を用いて説明したが、送受信部13の代わりに受信部32を用いた場合、あるいは実施の形態2の高周波信号装置54のように受信部12の代わりに送受信部56を用いた場合においても同様である。
In the third embodiment, the
本発明にかかるアンテナとこれを用いたアンテナモジュールならびに高周波信号装置は、2つの異なる周波数を受信あるいは送受信できる小型サイズのアンテナを用いることで携帯性の良い高周波信号装置を提供できるという効果を有しているので、特に携帯性が重要になる携帯電話等の高周波信号装置として有用である。 The antenna according to the present invention, the antenna module using the antenna, and the high-frequency signal device have an effect of providing a portable high-frequency signal device by using a small-sized antenna that can receive or transmit / receive two different frequencies. Therefore, it is useful as a high-frequency signal device such as a cellular phone in which portability is particularly important.
15 アンテナ
15a 端子
15b 端子
19 アンテナ素子
22 並列回路
23 アンテナ素子
26 並列回路
DESCRIPTION OF
Claims (10)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2005306911A JP2007116508A (en) | 2005-10-21 | 2005-10-21 | Antenna, antenna module using the same, and high frequency signal device |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2010137280A1 (en) * | 2009-05-27 | 2010-12-02 | 京セラ株式会社 | Composite antenna and portable telephone |
-
2005
- 2005-10-21 JP JP2005306911A patent/JP2007116508A/en active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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WO2010137280A1 (en) * | 2009-05-27 | 2010-12-02 | 京セラ株式会社 | Composite antenna and portable telephone |
US8600462B2 (en) | 2009-05-27 | 2013-12-03 | Kyocera Corporation | Composite antenna and portable telephone |
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