JP2012160817A - Antenna and wireless communication device - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、共振周波数を変化させることができるアンテナ及び無線通信機に関するものである。 The present invention relates to an antenna and a wireless communication device capable of changing a resonance frequency.
従来、この種のアンテナとしては、例えば、図１１に示すような構造のものがある（例えば特許文献１参照）。
このアンテナ２００は、高周波のＵＨＦ帯で用いる放射電極２０１と低周波のＲＦ−ＩＤ帯，ＦＭ帯及びＶＨＦ帯等で用いる追加放射電極２０２とを備えている。具体的には、追加放射電極２０２を、インダクタ２０３を介して、放射電極２０１の途中から分岐し、グランド領域１０２に接地されたリアクタンス可変回路２０４をその先端部に接続している。インダクタ２０３は、ＵＨＦ帯の周波数以上の周波数に対して高インピーダンスとなるチョークコイルであり、リアクタンス可変回路２０４は、追加放射電極２０２を含む追加アンテナ部２０５の共振周波数を制御することができる回路である。
Conventionally, as this type of antenna, for example, there is a structure as shown in FIG. 11 (see, for example, Patent Document 1).
The
しかし、上記した従来のアンテナは、次のような問題がある。
インダクタ２０３を、放射電極２０１と追加放射電極２０２との間に介在させ、リアクタンス可変回路２０４を追加放射電極２０２の先端部に設けているので、リアクタンス可変回路２０４を用いて変化させることができる共振周波数が、ＵＨＦ帯未満の周波数に限られてしまう。すなわち、上記したアンテナ２００は、追加放射電極２０２を含む追加アンテナ部２０５側の共振のみを変化させることができる技術であり、本来の放射電極２０１によって発生する基本モードの共振周波数は変化させることができない。このため、共振周波数を高周波から低周波までの広範囲で変化させることができない。
However, the conventional antenna described above has the following problems.
Since the
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、高周波から低周波までの広範囲で共振周波数を変化させることができるアンテナ及び無線通信機を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide an antenna and a wireless communication device that can change the resonance frequency over a wide range from a high frequency to a low frequency.
上記課題を解決するために、請求項１の発明は、整合回路を介して給電部に接続された放射電極と、この放射電極の途中部と基板のグランド領域との間に接続された第１の同調回路とを備えるアンテナであって、第１の同調回路は、それぞれの一方端部がグランド領域に接続され且つリアクタンス値が異なる複数のリアクタンス回路と、これら複数のリアクタンス回路の中の１つのリアクタンス回路を選択して当該リアクタンス回路の他方端を放射電極の途中部に接続させることができるスイッチとで構成され、リアクタンス回路は、固定インダクタ及び固定キャパシタのいずれか一方又はこれら双方の組み合わせで構成されている構成とした。
かかる構成により、給電部から整合回路を介して放射電極に給電すると、電力が放射電極と第１の同調回路に供給され、アンテナが、第１の同調回路の複数のリアクタンス回路の中からスイッチで選択された１つのリアクタンス回路のリアクタンス値と放射電極のリアクタンス値とに対応した周波数で共振する。つまり、アンテナの共振周波数は、スイッチで選択されたリアクタンス回路のリアクタンス値に対応する。したがって、スイッチによって放射電極と接続するリアクタンス回路を切り換えることで、共振周波数を第１の同調回路のリアクタンス回路の数だけ変化させることができる。この結果、上記した従来のアンテナと異なり、ＵＨＦ帯も含む高周波から低周波までの広範囲で、共振周波数を変化させることができる。
ところで、第１の同調回路を放射電極に直列に接続すると、アンテナが回路損（第１の同調回路による挿入損失）の影響を大きく受けてしまう。しかし、この発明のアンテナでは、第１の同調回路を放射電極の途中部とグランド領域との間に接続して、放射電極に対して並列に接続した構成をとっているので、アンテナが回路損の影響をほとんど受けることなく、共振周波数を変化させることができる。
また、リアクタンス回路に、可変容量ダイオードを用いる従来のアンテナでは、変化させることができる周波数帯域が可変容量ダイオードの可変容量範囲に制限されてしまう。さらに、可変容量ダイオードを含むリアクタンス回路を送信系アンテナの近傍へ実装したり、強電界が存在する場所で使用すると、可変容量ダイオードが歪んでしまい、安定した特性を得ることができない。
しかし、この発明のアンテナでは、第１の同調回路のリアクタンス回路を、可変容量ダイオードを用いずに、固定インダクタや固定キャパシタで構成し、複数のリアクタンス回路をスイッチによって切り換えることができる構成にしたので、共振周波数を広帯域で変化させることができるだけでなく、可変容量ダイオードの歪みの影響を受けることなく、安定した特性を得ることができる。
In order to solve the above problems, the invention of
With this configuration, when power is supplied from the power supply unit to the radiation electrode via the matching circuit, power is supplied to the radiation electrode and the first tuning circuit, and the antenna is switched by a switch from the plurality of reactance circuits of the first tuning circuit. Resonance occurs at a frequency corresponding to the reactance value of the selected reactance circuit and the reactance value of the radiation electrode. That is, the resonance frequency of the antenna corresponds to the reactance value of the reactance circuit selected by the switch. Therefore, the resonance frequency can be changed by the number of reactance circuits of the first tuning circuit by switching the reactance circuit connected to the radiation electrode by the switch. As a result, unlike the conventional antenna described above, the resonance frequency can be changed over a wide range from high frequency to low frequency including the UHF band.
When the first tuning circuit is connected in series with the radiation electrode, the antenna is greatly affected by circuit loss (insertion loss due to the first tuning circuit). However, in the antenna of the present invention, the first tuning circuit is connected between the middle portion of the radiation electrode and the ground region and is connected in parallel to the radiation electrode. The resonance frequency can be changed almost without being affected by the above.
In addition, in a conventional antenna using a variable capacitance diode in the reactance circuit, the frequency band that can be changed is limited to the variable capacitance range of the variable capacitance diode. Further, when a reactance circuit including a variable capacitance diode is mounted near a transmission antenna or used in a place where a strong electric field exists, the variable capacitance diode is distorted and stable characteristics cannot be obtained.
However, in the antenna of the present invention, the reactance circuit of the first tuning circuit is configured by a fixed inductor or a fixed capacitor without using a variable capacitance diode, and a plurality of reactance circuits can be switched by a switch. In addition to changing the resonance frequency over a wide band, stable characteristics can be obtained without being affected by distortion of the variable capacitance diode.
請求項２の発明は、請求項１に記載のアンテナにおいて、第１の同調回路の各リアクタンス回路は、固定インダクタ及び固定キャパシタのいずれか一方で構成されている。 According to a second aspect of the present invention, in the antenna according to the first aspect, each reactance circuit of the first tuning circuit is configured by one of a fixed inductor and a fixed capacitor.
請求項３の発明は、請求項１に記載のアンテナにおいて、第１の同調回路の各リアクタンス回路は、固定インダクタ及び固定キャパシタの双方の組み合わせで構成された共振回路である構成とした。
かかる構成により、アンテナは、放射電極のリアクタンス値と、第１の同調回路のスイッチによって放射電極に接続されているリアクタンス回路のリアクタンス値とに対応した第１の共振周波数で共振すると共に、共振回路である当該リアクタンス回路自体の第２の共振周波数で共振する。したがって、スイッチによって放射電極と接続するリアクタンス回路を切り換えることで、第１の共振周波数と第２の共振周波数とを第１の同調回路のリアクタンス回路の数だけ変化させることができる。
According to a third aspect of the present invention, in the antenna according to the first aspect, each reactance circuit of the first tuning circuit is a resonance circuit configured by a combination of both a fixed inductor and a fixed capacitor.
With this configuration, the antenna resonates at the first resonance frequency corresponding to the reactance value of the radiation electrode and the reactance value of the reactance circuit connected to the radiation electrode by the switch of the first tuning circuit, and the resonance circuit The reactance circuit itself resonates at the second resonance frequency. Therefore, by switching the reactance circuit connected to the radiation electrode by the switch, the first resonance frequency and the second resonance frequency can be changed by the number of reactance circuits of the first tuning circuit.
請求項４の発明は、請求項１ないし請求項３のいずれかに記載のアンテナにおいて、整合回路は、放射電極の基部と給電部との間に接続されたインダクタと、このインダクタと給電部との途中から分岐されグランド領域に接地された第２の同調回路とを備え、第２の同調回路は、それぞれの一方端がグランド領域に接続され且つリアクタンス値が異なる複数のリアクタンス回路と、これら複数のリアクタンス回路の中の１つのリアクタンス回路を選択して当該リアクタンス回路の他方端をインダクタと給電部との途中に接続させることができるスイッチとで構成され、リアクタンス回路は、固定インダクタ及び固定キャパシタのいずれか一方又はこれら双方の組み合わせで構成されている。
かかる構成により、スイッチによって放射電極と接続するリアクタンス回路を切り換えることで、共振周波数を第１の同調回路のリアクタンス回路の数だけ変化させることができるが、切り換えた共振周波数と共に、各共振周波数における整合状態も変化し、複数の共振周波数のリターンロスが異なってしまう。しかし、この発明によれば、第２の同調回路を整合回路に設けているので、第２の同調回路のリアクタンス回路を切り換えることで、全ての共振周波数において良好な整合状態を得ることができる。
According to a fourth aspect of the present invention, in the antenna according to any one of the first to third aspects, the matching circuit includes an inductor connected between the base portion of the radiation electrode and the power feeding portion, and the inductor and the power feeding portion. A second tuning circuit branched from the middle of the circuit and grounded to the ground region, wherein the second tuning circuit includes a plurality of reactance circuits each having one end connected to the ground region and having a different reactance value. The reactance circuit is configured by a switch that can select one reactance circuit from among the reactance circuits and connect the other end of the reactance circuit in the middle of the inductor and the power supply unit. The reactance circuit includes a fixed inductor and a fixed capacitor. It is configured by either one or a combination of both.
With such a configuration, the resonance frequency can be changed by the number of reactance circuits of the first tuning circuit by switching the reactance circuit connected to the radiation electrode by the switch, but the matching at each resonance frequency is performed together with the switched resonance frequency. The state also changes, and the return loss at a plurality of resonance frequencies is different. However, according to the present invention, since the second tuning circuit is provided in the matching circuit, a good matching state can be obtained at all resonance frequencies by switching the reactance circuit of the second tuning circuit.
請求項５の発明は、請求項１ないし請求項４のいずれかに記載のアンテナにおいて、少なくとも放射電極と第１の同調回路とは、基板の非グランド領域に設けられた誘電体基体上に形成されている構成とした。
かかる構成により、少なくとも放射電極と第１の同調回路とを誘電体基体上に一体に形成することができるので、アンテナの小型化と省スペース化が可能となる。
According to a fifth aspect of the present invention, in the antenna according to any one of the first to fourth aspects, at least the radiation electrode and the first tuning circuit are formed on a dielectric substrate provided in a non-ground region of the substrate. It was set as the structure.
With this configuration, at least the radiation electrode and the first tuning circuit can be integrally formed on the dielectric substrate, so that the antenna can be reduced in size and space.
請求項６の発明に係る無線通信機は、 請求項１ないし請求項５のいずれかに記載のアンテナを具備する構成とした。 According to a sixth aspect of the present invention, a wireless communication device includes the antenna according to any one of the first to fifth aspects.
以上詳しく説明したように、この発明のアンテナによれば、高周波から低周波までの広範囲で、共振周波数を変化させることができるという優れた効果がある。
しかも、アンテナが回路損の影響をほとんど受けることなく、共振周波数を変化させることができるという効果もある。
さらに、可変容量ダイオード等の歪みの影響を受けることなく、安定した特性を得ることができるという効果もある。
As described above in detail, according to the antenna of the present invention, there is an excellent effect that the resonance frequency can be changed in a wide range from a high frequency to a low frequency.
Moreover, there is also an effect that the resonance frequency can be changed without the antenna being almost affected by the circuit loss.
Furthermore, there is an effect that stable characteristics can be obtained without being affected by distortion of a variable capacitance diode or the like.
特に、請求項３の発明によれば、共振周波数を、第１の同調回路のリアクタンス回路の数の２倍の数だけ変化させることができるので、より広帯域での変化が可能である。 In particular, according to the third aspect of the invention, the resonance frequency can be changed by twice the number of reactance circuits of the first tuning circuit, so that the change in a wider band is possible.
また、請求項４の発明によれば、第２の同調回路のリアクタンス回路を切り換えることで、全ての共振周波数において良好な整合状態を得ることができる。
According to the invention of
さらに、請求項５の発明によれば、アンテナの小型化と省スペース化が可能となる。
Furthermore, according to the invention of
また、この発明の無線通信機によれば、請求項１ないし請求項５のいずれかのアンテナを具備しているので、高周波から低周波までの広範囲な送受信が可能となるという優れた効果がある。しかも、アンテナに回路損の影響を与えることなく、広帯域での安定した送受信が可能となるという効果もある。
Further, according to the wireless communication device of the present invention, since the antenna according to any one of
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。 The best mode of the present invention will be described below with reference to the drawings.
（実施例１）
図１は、この発明の第１実施例に係るアンテナを示す概略平面図である。
この実施例のアンテナは、携帯電話などの無線通信機に設けられている。
図１に示すように、アンテナ１は、放射電極２と第１の同調回路としての同調回路３とを備え、無線通信機の基板１００の非グランド領域１０１に形成されている。
Example 1
FIG. 1 is a schematic plan view showing an antenna according to a first embodiment of the present invention.
The antenna of this embodiment is provided in a wireless communication device such as a mobile phone.
As shown in FIG. 1, an
放射電極２は、非グランド領域１０１上にパターン形成され、その基端部２０が、整合回路４を介して給電部１１０に接続されている。
この放射電極２の先端部２ａは、間隙Ｇを介して基端部２０に対向し、全体としてループ状を成す。この間隙Ｇによって、容量が先端部２ａと基端部２０との間に生じるため、間隙Ｇを変化させることで、放射電極２のリアクタンス値を所望値に調整することができる。
The
The
この実施例における整合回路４は、インダクタ４１，４２によって構成されている。
具体的には、インダクタ４１は、放射電極２の基端部２０と給電部１１０との間に接続され、インダクタ４２は、このインダクタ４１と給電部１１０との途中部４１ａから分岐された状態でグランド領域１０２に接地されている。
The
Specifically, the
同調回路３は、放射電極２の途中部２ｂとグランド領域１０２との間に介設されており、ｎ数（ｎは２以上の整数）のリアクタンス回路５−１〜５−ｎとスイッチ６とで構成されている。
リアクタンス回路５−１〜５−ｎは、固定インダクタ及び固定キャパシタのいずれか一方で構成されている。この実施例では、左から１番目と２番目のリアクタンス回路５−１，５−２が固定インダクタであるインダクタ素子で構成され、最後のｎ番目のリアクタンス回路５−ｎが、固定キャパシタであるキャパシタ素子で構成されている。
そして、これらリアクタンス回路５−１〜５−ｎのリアクタンス値は、全て異なるように設定されている。この実施例では、リアクタンス回路５−１のリアクタンス値が最も高く、リアクタンス回路５−２が次に高い。リアクタンス回路５−ｎに近づくに従って、リアクタンス値が低くなっていき、リアクタンス回路５−ｎのリアクタンス値が最も低く設定されている。
このようなリアクタンス回路５−１〜５−ｎの一方端（図１の下方端）は、グランド領域１０２にそれぞれ接続されており、スイッチ６が、これらリアクタンス回路５−１〜５−ｎの他方端（図１の上方端）と放射電極２の途中部２ｂの間に介設されている。
The
The reactance circuits 5-1 to 5-n are configured with either a fixed inductor or a fixed capacitor. In this embodiment, the first and second reactance circuits 5-1 and 5-2 from the left are constituted by inductor elements that are fixed inductors, and the last nth reactance circuit 5-n is a capacitor that is a fixed capacitor. It is composed of elements.
The reactance values of the reactance circuits 5-1 to 5-n are all set to be different. In this embodiment, the reactance value of the reactance circuit 5-1 is the highest, and the reactance circuit 5-2 is the next highest. As the reactance circuit 5-n approaches, the reactance value decreases, and the reactance value of the reactance circuit 5-n is set to the lowest.
One ends (lower ends in FIG. 1) of such reactance circuits 5-1 to 5-n are respectively connected to the
スイッチ６は、リアクタンス回路５−１〜５−ｎの中の１つのリアクタンス回路５−１（５−２〜５−ｎ）を選択して、選択されたリアクタンス回路５−１（５−２〜５−ｎ）の他方端を放射電極２の途中部２ｂに接続させるためのスイッチである。
スイッチ６は、例えば、ＰＩＮダイオード，ＭＯＳＦＥＴやＧａＡｓＦＥＴ等であり、制御部６０から出力される直流電圧Ｖｃの大きさに応じて、放射電極２とリアクタンス回路５−１〜５−ｎとの接続の切換を行う。
図１においては、理解を容易にするため、スイッチ６を機械的スイッチに模して説明する。すなわち、スイッチ６の可動端子６１は、制御部６０から出力された直流電圧Ｖｃの大きさによって、リアクタンス回路５−１〜５−ｎの他方端が接続された複数の固定端子６２のいずれかに接続するものとする。
なお、符号６３は、高周波カット用抵抗であり、符号６４は、直流カット用バイパスコンデンサである。
The
The
In FIG. 1, the
次に、この実施例のアンテナが示す作用及び効果について説明する。
図２は、アンテナの作用及び効果を説明するための概略図であり、図３は、共振周波数の変化状態を示す線図である。
図２の実線で示すように、同調回路３のスイッチ６の可動端子６１をリアクタンス回路５−１の固定端子６２に接続させた状態で、給電部１１０から放射電極２に給電すると、電力が放射電極２と同調回路３とに供給され、電流Ｉが、放射電極２と同調回路３のリアクタンス回路５−１とに流れる。これにより、図３のリターンロス曲線Ｓ１で示すように、アンテナ１が、放射電極２のリアクタンス値とリアクタンス回路５−１のリアクタンス値とに対応した周波数ｆ１で共振する。
Next, the operation and effect exhibited by the antenna of this embodiment will be described.
FIG. 2 is a schematic diagram for explaining the operation and effect of the antenna, and FIG. 3 is a diagram showing a change state of the resonance frequency.
As shown by the solid line in FIG. 2, when the
しかる後、制御部６０からの直流電圧Ｖｃをスイッチ６に入力し、図２の破線で示すように、可動端子６１を切り換えてリアクタンス回路５−２の固定端子６２に接続すると、リアクタンス回路５−２のリアクタンス値がリアクタンス回路５−１のリアクタンス値よりも小さいので、アンテナ１は、図３のリターンロス曲線Ｓ２で示すように、共振周波数ｆ１よりも高い周波数ｆ２で共振する。
同様にして、スイッチ６の可動端子６１を、順次切り換えて、リアクタンス値が最も低いリアクタンス回路５−ｎの固定端子６２に接続させると、図３のリターンロス曲線Ｓｎで示すように、アンテナ１が、最も高い周波数ｆｎで共振する。
以上のように、この実施例のアンテナ１によれば、スイッチ６を切り換えることで、共振周波数をリアクタンス回路５−１〜５−ｎの数だけ変化させることができる。
Thereafter, when the DC voltage Vc from the
Similarly, when the
As described above, according to the
このとき、各リアクタンス回路５−１（５−２〜５−ｎ）は、放射電極２に並列に接続されているので、各リアクタンス回路５−１（５−２〜５−ｎ）を放射電極２内に直列に接続する場合に比べて、回路損（挿入損失）が少ない。したがって、回路損の影響を受けることなく、共振周波数をｆ１〜ｆｎまで切り換えることができる。
しかも、この実施例のアンテナ１では、リアクタンス回路５−１〜５−ｎに可変容量ダイオードを用いずに、固定インダクタであるインダクタ素子や固定キャパシタであるキャパシタ素子のみを用いている。したがって、可変容量ダイオードの可変容量値に制限されることなく、広い範囲で共振周波数ｆ１〜ｆｎを変化させるだけでなく、安定した特性を得ることができる。
At this time, since each reactance circuit 5-1 (5-2 to 5-n) is connected in parallel to the
In addition, in the
（実施例２）
次に、この発明の第２実施例について説明する。
図４は、この発明の第２実施例に係るアンテナを示す概略平面図である。
この実施例は、同調回路３のｎ数のリアクタンス回路５−１〜５−ｎが、固定インダクタ及び固定キャパシタを組み合わせて構成した並列共振回路である点が、上記第１実施例と異なる。
具体的には、各リアクタンス回路５−１（５−２〜５−ｎ）は、インダクタ素子５１−１（５１−２〜５１−ｎ）とキャパシタ素子５２−１（５２−２〜５２−ｎ）とを並列に接続して構成した並列共振回路である。
この実施例においても、上記第１実施例と同様に、最左のリアクタンス回路５−１のリアクタンス値が最も高く、リアクタンス回路５−２が次に高い。リアクタンス回路５−ｎに近づくに従って、リアクタンス値が低くなっていき、リアクタンス回路５−ｎのリアクタンス値が最も低く設定されている。これにより、放射電極２とリアクタンス回路５−１，５−２〜５−ｎとの各接続状態で、第１の共振周波数としての周波数ｆ１，ｆ２〜ｆｎで共振する。
そして、リアクタンス回路５−１，５−２〜５−ｎの共振周波数は、第２の共振周波数としての周波数ｆ１′，ｆ２′〜ｆｎ′である。
(Example 2)
Next explained is the second embodiment of the invention.
FIG. 4 is a schematic plan view showing an antenna according to the second embodiment of the present invention.
This embodiment differs from the first embodiment in that n reactance circuits 5-1 to 5-n of the
Specifically, each reactance circuit 5-1 (5-2 to 5-n) includes an inductor element 51-1 (51-2 to 51-n) and a capacitor element 52-1 (52-2 to 52-n). Are connected in parallel to each other.
Also in this embodiment, as in the first embodiment, the leftmost reactance circuit 5-1 has the highest reactance value, and the reactance circuit 5-2 has the next highest value. As the reactance circuit 5-n approaches, the reactance value decreases, and the reactance value of the reactance circuit 5-n is set to the lowest. Thereby, in each connection state of the
The resonance frequencies of the reactance circuits 5-1 and 5-2 to 5-n are frequencies f1 ′ and f2 ′ to fn ′ as second resonance frequencies.
次に、この実施例のアンテナが示す作用及び効果について説明する。
図５は、共振周波数の変化状態を示す線図である。
図４に示すように、同調回路３のリアクタンス回路５−１と放射電極２とを接続させた状態で、給電部１１０から放射電極２に給電すると、図５のリターンロス曲線Ｓ１で示すように、アンテナ１が、放射電極２のリアクタンス値とリアクタンス回路５−１のリアクタンス値とに対応した周波数ｆ１で共振する。
また、かかる状態では、図５のリターンロス曲線Ｓ１′で示すように、リアクタンス回路５−１の共振周波数ｆ１′においても共振することとなる。
Next, the operation and effect exhibited by the antenna of this embodiment will be described.
FIG. 5 is a diagram showing a change state of the resonance frequency.
As shown in FIG. 4, when the reactance circuit 5-1 of the
Further, in this state, as shown by the return loss curve S1 ′ in FIG. 5, resonance also occurs at the resonance frequency f1 ′ of the reactance circuit 5-1.
そして、スイッチ６によって、リアクタンス回路５−２と放射電極２との接続状態に切り換えると、図５のリターンロス曲線Ｓ２で示すように、放射電極２のリアクタンス値とリアクタンス回路５−２のリアクタンス値とに対応した周波数ｆ２で共振すると共に、図５のリターンロス曲線Ｓ２′で示すように、リアクタンス回路５−２の共振周波数ｆ２′においても共振する。
以降、同様に、リアクタンス回路５−ｎと放射電極２との接続状態になるまで、スイッチ６を切り換えることで、図５のリターンロス曲線Ｓ１〜Ｓｎ，Ｓ１′〜Ｓｎ′で示すように、第１の共振周波数，第２の共振周波数を、周波数ｆ１，ｆ２〜ｆｎ，周波数ｆ１′，ｆ２′〜ｆｎのように変化させることができる。
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。
When the reactance circuit 5-2 and the
Thereafter, similarly, by switching the
Since other configurations, operations, and effects are the same as those in the first embodiment, description thereof is omitted.
（実施例３）
次に、この発明の第３実施例について説明する。
図６は、この発明の第３実施例に係るアンテナを示す概略平面図であり、図７は、第２の同調回路を拡大して示す回路図である。
この実施例は、第２の同調回路を整合回路４に設けた点が、上記第１実施例と異なる。
上記第１実施例のように、放射電極２とリアクタンス回路５−１〜５−ｎとの接続切換を、同調回路３のスイッチ６（図１参照）によって行うことで、アンテナ１の共振周波数をｆ１，ｆ２〜ｆｎのように変化させることができる。
しかし、スイッチ６を切り換える都度に、各共振周波数における整合状態が劣化し、図３に示したように、共振周波数ｆ１，ｆ２〜ｆｎが高くなるに従って、リターンロスが大きくなってしまう。
また、上記第２実施例の場合にも、図５に示したように、共振周波数ｆ１，ｆ２〜ｆｎ及び共振周波数ｆ１′，ｆ２′〜ｆｎ′が高くなるに従って、リターンロスが大きくなってしまう。
そこで、この実施例では、図６に示すように、各共振周波数において良好な整合状態を保持することができるように、第２の同調回路としての同調回路７を整合回路４に設けた。
具体的には、同調回路７は、インダクタ４１と給電部１１０との途中部４１ａから分岐し、グランド領域１０２に接地している。
図７に示すように、この同調回路７も、リアクタンス値が異なるｍ数（ｍは２以上の整数）のリアクタンス回路８−１〜８−ｍとスイッチ９とを備えている。
これらリアクタンス回路８−１〜８−ｍの構造の具体的説明は省略するが、上記第１実施例のリアクタンス回路５−１〜５−ｎと同様に、固定インダクタ又は固定キャパシタのいずれか一方で構成されている。
また、スイッチ９は、スイッチ６と同様に、リアクタンス回路８−１〜８−ｍの中の１つのリアクタンス回路８−１（８−２〜８−ｍ）を選択して、選択されたリアクタンス回路８−１（８−２〜８−ｍ）の他方端をインダクタ４１と給電部１１０との途中部４１ａに接続させることができる。
なお、符号７０は、制御部であり、符号７３は、高周波カット用抵抗であり、符号７４は、直流カット用バイパスコンデンサであり、制御部７０から出力した直流電圧Ｖｃ′を用いて、スイッチ９を切り換えることができる。
(Example 3)
Next explained is the third embodiment of the invention.
FIG. 6 is a schematic plan view showing an antenna according to a third embodiment of the present invention, and FIG. 7 is an enlarged circuit diagram showing a second tuning circuit.
This embodiment is different from the first embodiment in that the second tuning circuit is provided in the
As in the first embodiment, the connection between the
However, each time the
Also in the case of the second embodiment, as shown in FIG. 5, the return loss increases as the resonance frequencies f1, f2-fn and the resonance frequencies f1 ′, f2′-fn ′ increase. .
Therefore, in this embodiment, as shown in FIG. 6, a
Specifically, the
As shown in FIG. 7, the
Although a specific description of the structure of these reactance circuits 8-1 to 8-m is omitted, like the reactance circuits 5-1 to 5-n of the first embodiment, either a fixed inductor or a fixed capacitor is used. It is configured.
Similarly to the
次に、この実施例のアンテナが示す作用及び効果について説明する。
図８は、同調回路３のリアクタンス回路５−１〜５−ｎが第１実施例のリアクタンス回路の構造である場合の共振周波数の変化状態を示す線図であり、図９は、リアクタンス回路５−１〜５−ｎが第２実施例のリアクタンス回路の構造である場合の共振周波数の変化状態を示す線図である。
同調回路３のリアクタンス回路５−１〜５−ｎが、上記第１の実施例の場合と同様に、固定インダクタ及び固定キャパシタのいずれか一方で構成されている場合には、各共振周波数ｆ１（ｆ２〜ｆｎ）において、同調回路７のスイッチ９を切り換えることにより、リアクタンス回路８−１〜８−ｍのいずれかと途中部４１ａとを接続させて、給電部１１０と放射電極２とを最適な整合状態にすることができる。
これにより、図８に示すように、全ての共振周波数ｆ１〜ｆｎのリターンロスをほぼ同一レベルまで低下させることができる。
また、同調回路３のリアクタンス回路５−１〜５−ｎが、上記第２の実施例の場合と同様に、固定インダクタ及び固定キャパシタを組み合わせて構成した並列共振回路である場合には、共振周波数ｆ１，ｆ１′（ｆ２〜ｆｎ，ｆ２′〜ｆｎ′）において、同調回路７のスイッチ９を切り換えることにより、給電部１１０と放射電極２とを最適な整合状態にすることができる。
これにより、図９に示すように、全ての共振周波数ｆ１，ｆ１′〜ｆｎ，ｆｎ′のリターンロスをほぼ同一レベルまで低下させることができる。
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。
Next, the operation and effect exhibited by the antenna of this embodiment will be described.
FIG. 8 is a diagram showing a change state of the resonance frequency when the reactance circuits 5-1 to 5-n of the
Similarly to the case of the first embodiment, when the reactance circuits 5-1 to 5-n of the
Thereby, as shown in FIG. 8, the return loss of all the resonance frequencies f1-fn can be reduced to substantially the same level.
Further, in the case where the reactance circuits 5-1 to 5-n of the
Thereby, as shown in FIG. 9, the return loss of all the resonance frequencies f1, f1 ′ to fn, fn ′ can be reduced to substantially the same level.
Other configurations, operations, and effects are the same as those in the first and second embodiments, and thus description thereof is omitted.
（実施例４）
次に、この発明の第４実施例について説明する。
図１０は、この発明の第４実施例に係るアンテナを示す斜視図である。
この実施例は、放射電極２と同調回路３とを誘電体基体上に形成した点が、上記第１ないし第３実施例と異なる。
具体的には、図１０に示すように、直方体状の誘電体基体１０を基板１００の非グランド領域１０１上に配置し、放射電極２と同調回路３とをこの誘電体基体１０上に形成した。
これにより、放射電極２やリアクタンス回路５−１〜５−ｎ内のインダクタ素子の物理長を短くしながら、長い電気長を得ることができ、この結果、アンテナの小型化と省スペース化とを図ることができる。
その他の構成、作用及び効果は、上記第１ないし第３実施例と同様であるので、その記載は省略する。
Example 4
Next explained is the fourth embodiment of the invention.
FIG. 10 is a perspective view showing an antenna according to the fourth embodiment of the present invention.
This embodiment differs from the first to third embodiments in that the
Specifically, as shown in FIG. 10, a rectangular
This makes it possible to obtain a long electrical length while shortening the physical length of the radiating
Since other configurations, operations, and effects are the same as those in the first to third embodiments, description thereof is omitted.
１…アンテナ、 ２…放射電極、 ２ａ…先端部、 ２ｂ，４１ａ…途中部、 ３，７…同調回路、 ４…整合回路、 ５−１〜５−ｎ，８−１〜８−ｍ…リアクタンス回路、 ６，９…スイッチ、 １０…誘電体基体、 ２０…基端部、 ４１…インダクタ、 ４１，…インダクタ、 ４２…インダクタ、 ５１−１〜５１−ｎ…インダクタ素子、 ５２−１〜５２−ｎ…キャパシタ素子、 ６０，７０…制御部、 １００…基板、 １０１…非グランド領域、 １０２…グランド領域、 １１０…給電部、 ｆ１，ｆ１′〜ｆｎ，ｆｎ′…共振周波数。
DESCRIPTION OF
Claims (6)
上記第１の同調回路は、それぞれの一方端部が上記グランド領域に接続され且つリアクタンス値が異なる複数のリアクタンス回路と、これら複数のリアクタンス回路の中の１つのリアクタンス回路を選択して当該リアクタンス回路の他方端を上記放射電極の途中部に接続させることができるスイッチとで構成され、
上記リアクタンス回路は、固定インダクタ及び固定キャパシタのいずれか一方又はこれら双方の組み合わせで構成されている、
ことを特徴とするアンテナ。 An antenna comprising a radiation electrode connected to a power feeding unit via a matching circuit, and a first tuning circuit connected between a middle part of the radiation electrode and a ground region of the substrate,
The first tuning circuit is configured to select a plurality of reactance circuits each having one end connected to the ground region and having different reactance values, and one reactance circuit from the plurality of reactance circuits. And a switch that can connect the other end to the middle part of the radiation electrode,
The reactance circuit is configured by one of a fixed inductor and a fixed capacitor or a combination of both.
An antenna characterized by that.
上記第１の同調回路の各リアクタンス回路は、固定インダクタ及び固定キャパシタのいずれか一方で構成されている、
ことを特徴とするアンテナ。 The antenna according to claim 1, wherein
Each reactance circuit of the first tuning circuit is configured with one of a fixed inductor and a fixed capacitor.
An antenna characterized by that.
上記第１の同調回路の各リアクタンス回路は、固定インダクタ及び固定キャパシタの双方の組み合わせで構成された共振回路である、
ことを特徴とするアンテナ。 The antenna according to claim 1, wherein
Each reactance circuit of the first tuning circuit is a resonance circuit composed of a combination of both a fixed inductor and a fixed capacitor.
An antenna characterized by that.
上記整合回路は、上記放射電極の基部と給電部との間に接続されたインダクタと、このインダクタと給電部との途中から分岐されグランド領域に接地された第２の同調回路とを備え、
上記第２の同調回路は、それぞれの一方端が上記グランド領域に接続され且つリアクタンス値が異なる複数のリアクタンス回路と、これら複数のリアクタンス回路の中の１つのリアクタンス回路を選択して当該リアクタンス回路の他方端を上記インダクタと給電部との途中に接続させることができるスイッチとで構成され、
上記リアクタンス回路は、固定インダクタ及び固定キャパシタのいずれか一方又はこれら双方の組み合わせで構成されている、
ことを特徴とするアンテナ。 The antenna according to any one of claims 1 to 3,
The matching circuit includes an inductor connected between the base of the radiation electrode and the power feeding unit, and a second tuning circuit branched from the middle of the inductor and the power feeding unit and grounded to the ground region,
The second tuning circuit is configured to select a plurality of reactance circuits each having one end connected to the ground region and having different reactance values, and one reactance circuit among the plurality of reactance circuits. The other end is composed of a switch that can be connected in the middle of the inductor and the power feeding unit,
The reactance circuit is configured by one of a fixed inductor and a fixed capacitor or a combination of both.
An antenna characterized by that.
少なくとも上記放射電極と第１の同調回路とは、基板の非グランド領域に設けられた誘電体基体上に形成されている、
ことを特徴とするアンテナ。 The antenna according to any one of claims 1 to 4,
At least the radiation electrode and the first tuning circuit are formed on a dielectric substrate provided in a non-ground region of the substrate.
An antenna characterized by that.
ことを特徴とする無線通信機。 Comprising the antenna according to any one of claims 1 to 5,
A wireless communication device.
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