JP5723322B2 - アンテナ装置 - Google Patents
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- H01Q5/00—Arrangements for simultaneous operation of antennas on two or more different wavebands, e.g. dual-band or multi-band arrangements
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- H01Q5/307—Individual or coupled radiating elements, each element being fed in an unspecified way
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Description
本実施例では、具体的な周波数帯を特定して周波数帯の増加とMIMOでの通信への対応を考慮する。この場合、単にスイッチを用いてアンテナ素子を接続・切断しただけでは、アンテナ素子同士の距離が短いので、使用していないアンテナ素子が無給電アンテナ素子として機能したり、同一周波数帯で動作させる複数のアンテナ素子がアレイアンテナとして機能したりしてしまう。そこで、本実施例では、アンテナ装置の小型化を図りながら、無給電アンテナ素子として機能してしまうことと、アレイアンテナとして機能してしまうことを抑制する。
周波数2: 700MHz帯、800MHz帯または900MHz帯
(2)周波数1: 2GHz帯
周波数2: 1.5GHz帯
(3)周波数1: 2GHz帯、1.7GHz帯または1.5GHz帯
周波数2: 3.5GHz帯×1 (MIMOではないという意味)
(4)周波数1: 2GHz帯、1.7GHz帯または1.5GHz帯
周波数2: 3.5GHz帯×2 (2×2のMIMOという意味)
(5)周波数1: 2GHz帯、1.7GHz帯または1.5GHz帯
周波数2: 3.5GHz帯×3 (3×3のMIMOという意味)
(6)周波数1: 2GHz帯、1.7GHz帯または1.5GHz帯
周波数2: 3.5GHz帯×4 (4×4のMIMOという意味)
(7)周波数1: 3.5GHz帯×1
周波数2: 700MHz帯、800MHz帯または900MHz帯
(8)周波数1: 3.5GHz帯×2
周波数2: 700MHz帯、800MHz帯または900MHz帯
次に、本実施例のアンテナ装置100の構成を説明する。図2に実施例1のアンテナ装置の機能構成例を示す。まず、nを1以上4以下の整数とする。アンテナ装置100は、5個のアンテナ素子1101,…,1105と、4個のアンテナスイッチ1201,…,1204と、メイン給電部150と、4個のサブ給電部2501,…,2504とを備える。なお、特許請求の範囲では、アンテナ素子110nをアンテナ素子Anと、アンテナスイッチ120nをアンテナスイッチBnと、メイン給電部150をメイン給電部Cと、サブ給電部250nをサブ給電部Dnと示している。
図3に、同時に使用する周波数帯の組み合わせ(周波数1,周波数2)ごとの使用する給電部とアンテナスイッチの状態とサブスイッチの状態を示す。図3中の「2GHz帯/1.7GHz帯/1.5GHz帯」は2GHz帯、1.7GHz帯、1.5GHz帯の中のいずれか1つを意味し、「700MHz帯/800MHz帯/900MHz帯」は700MHz帯、800MHz帯、900MHz帯のいずれか1つを意味する。「周波数1用の給電部」の列および「周波数2用の給電部」の列に示されている数字は、メイン給電器170、サブ給電器2701,…,2704の番号であり、メイン給電器170、サブ給電器2701,…,2704のいずれが給電するのかを示している。アンテナスイッチの状態の「接続」はアンテナスイッチが接続状態であることを、「切断」はアンテナスイッチが切断状態であることを示している。サブスイッチの状態の「発振」は発振状態であることを、「接地」は「接地状態」であることを示している。また、「−」は接地状態でも発振状態でもかまわないことを示し、「△」はアンテナスイッチが切断状態ならばサブスイッチは接地状態、アンテナスイッチが接続状態ならばサブスイッチは接地状態でも発振状態でもかまわないことを示している。
周波数2: 700MHz帯、800MHz帯または900MHz帯
周波数2: 1.5GHz帯
周波数2: 3.5GHz帯×1
周波数2: 3.5GHz帯×2
周波数2: 3.5GHz帯×3
周波数2: 3.5GHz帯×4
周波数2: 700MHz帯、800MHz帯または900MHz帯
周波数2: 700MHz帯、800MHz帯または900MHz帯
120 アンテナスイッチ 150 メイン給電部
160 メイン整合器 170 メイン給電器
250 サブ給電部 261 サブ第1整合器
262 サブ第2整合器 270 サブ給電器
280 サブスイッチ 290 位相器
950 給電部 960 整合器
970 給電器
Claims (6)
- nは1以上4以下の整数とし、
5個のアンテナ素子A1,…,A5と、
4個のアンテナスイッチB1,…,B4と、
メイン給電部Cと、
4個のサブ給電部D1,…,D4と、
を備え、
n≧2において、アンテナ素子Anはアンテナ素子An−1とアンテナ素子An+1との間に配置されており、
メイン給電部Cは、2番目のアンテナ素子A2に接続されており、
メイン給電部Cは、メイン給電器と、前記メイン給電器とアンテナ素子A2とのインピーダンスを整合させるメイン整合器とを有し、
アンテナスイッチB1は、接続状態であるアンテナ素子A1をアンテナ素子A2に接続した状態と、切断状態であるアンテナ素子A1をサブ給電部D1に接続した状態とを切り替え、
n≧2のとき、アンテナスイッチBnは、接続状態であるアンテナ素子An+1をアンテナ素子Anに接続した状態と、切断状態であるアンテナ素子An+1をサブ給電部Dnに接続した状態とを切り替え、
アンテナ素子A1,A3,A4,A5は、単独では3.5GHz帯での送受信が可能なアンテナであり、
アンテナ素子A2のメイン給電部Cが接続された点からアンテナ素子A1側は、単独では3.5GHz帯での送受信が可能なアンテナであり、
アンテナ素子A2のメイン給電部Cが接続された点からアンテナ素子A3側は、単独では3.5GHz帯での送受信が可能なアンテナであり、
サブ給電部Dnは、サブ給電器Pnとサブ第1整合器Qnとサブ第2整合器RnとサブスイッチSnと位相器Tnとを有し、
位相器Tnの一端はアンテナスイッチBnに接続され、
サブスイッチSnは、発振状態である位相器Tnの他端をサブ第1整合器Qnの一端に接続した状態と、接地状態である位相器Tnの他端をサブ第2整合器Rnの一端に接続した状態とを切り替え、
サブ第1整合器Qnの他端はサブ給電器Pnに接続されており、
サブ第2整合器Rnの他端は接地されている
ことを特徴とするアンテナ装置。 - 請求項1記載のアンテナ装置であって、
2GHz帯、1.7GHz帯もしくは1.5GHz帯の通信と、700MHz帯、800MHz帯もしくは900MHz帯の通信を行うときは、アンテナスイッチB1,…,B4を接続状態としてメイン給電部Cで2GHz帯、1.7GHz帯もしくは1.5GHz帯と、700MHz帯、800MHz帯もしくは900MHz帯に対する給電を行い、
2GHz帯、1.7GHz帯もしくは1.5GHz帯の通信と、3.5GHz帯の4チャネルのMIMOでの通信を行うときは、アンテナスイッチB1を接続状態、アンテナスイッチB2,B3,B4を切断状態として、メイン給電部Cで2GHz帯、1.7GHz帯もしくは1.5GHz帯と、3.5GHz帯に対する給電を行い、かつサブスイッチS2,S3,S4を発振状態としてサブ給電部D2,D3,D4で3.5GHz帯に対する給電を行い、位相器T2は3.5GHz帯のメイン給電部Cが給電する信号の位相とサブ給電部D2が給電する信号の位相をπ/2もしくはπ/4ずらし、位相器T3はサブ給電部D2が給電する信号の位相とサブ給電部D3が給電する信号の位相をπ/2もしくはπ/4ずらし、位相器T4はサブ給電部D3が給電する信号の位相とサブ給電部D4が給電する信号の位相をπ/2もしくはπ/4ずらし、
700MHz帯、800MHz帯もしくは900MHz帯の通信と、3.5GHz帯の2チャネルのMIMOでの通信を行うときは、アンテナスイッチB1を切断状態、アンテナスイッチB2,B3,B4を接続状態として、メイン給電部Cで700MHz帯、800MHz帯もしくは900MHz帯と、3.5GHz帯に対する給電を行い、かつサブスイッチS1を発振状態としてサブ給電部D1で3.5GHz帯に対する給電を行い、位相器T1は3.5GHz帯のメイン給電部Cが給電する信号の位相とサブ給電部D1が給電する信号の位相をπ/2もしくはπ/4ずらす
ことを特徴とするアンテナ装置。 - 請求項2記載のアンテナ装置であって、
2GHz帯、1.7GHz帯もしくは1.5GHz帯の通信と、3.5GHz帯の2チャネルのMIMOでの通信を行うときは、アンテナスイッチB1を接続状態、アンテナスイッチB2,B4を切断状態として、メイン給電部Cで2GHz帯、1.7GHz帯もしくは1.5GHz帯と、3.5GHz帯に対する給電を行い、かつサブスイッチS4を発振状態としてサブ給電部D4で3.5GHz帯に対する給電を行い、位相器T4は3.5GHz帯のメイン給電部Cが給電する信号の位相とサブ給電部D4が給電する信号の位相をπ/2もしくはπ/4ずらし、サブスイッチS2を接地状態とする
ことを特徴とするアンテナ装置。 - 請求項2または3記載のアンテナ装置であって、
2GHz帯の通信と、1.5GHz帯の通信を行うときは、アンテナスイッチB1,B2を接続状態、アンテナスイッチB3を切断状態として、メイン給電部Cで2GHz帯と1.5GHz帯に対する給電を行い、サブスイッチS3を接地状態とする
ことを特徴とするアンテナ装置。 - Nは1以上の整数、nは1以上N以下の整数とし、
N+1個のアンテナ素子A1〜AN+1と、
N個のアンテナスイッチB1〜BNと、
メイン給電部Cと、
N個のサブ給電部D1〜DNと、
を備え、
n≧2において、アンテナ素子Anはアンテナ素子An−1とアンテナ素子An+1との間に配置されており、
メイン給電部Cは、m番目のアンテナ素子Amに接続されており、
メイン給電部Cは、メイン給電器と、前記メイン給電器とアンテナ素子Amとのインピーダンスを整合させるメイン整合器とを有し、
n<mのとき、アンテナスイッチBnは、接続状態であるアンテナ素子Anをアンテナ素子An+1に接続した状態と、切断状態であるアンテナ素子Anをサブ給電部Dnに接続した状態とを切り替え、
n≧mのとき、アンテナスイッチBnは、接続状態であるアンテナ素子An+1をアンテナ素子Anに接続した状態と、切断状態であるアンテナ素子An+1をサブ給電部Dnに接続した状態とを切り替え、
サブ給電部Dnは、少なくともサブ給電器Pnとサブ第1整合器Qnとサブ第2整合器RnとサブスイッチSnとを有し、
サブスイッチSnは、発振状態であるアンテナスイッチBnをサブ第1整合器Qnの一端に接続した状態と、接地状態であるアンテナスイッチBnをサブ第2整合器Rnの一端に接続した状態とを切り替え、
サブ第1整合器Qnの他端はサブ給電器Pnに接続されており、
サブ第2整合器Rnの他端は接地されており、
アンテナスイッチBnは、通信に使用する周波数帯に応じて接続状態と切断状態とを切り替え、
n<mであってアンテナスイッチBnが切断状態の場合は、アンテナ素子Anを通信に使用するときはサブスイッチSnを発振状態とし、アンテナ素子Anを通信に使用しないときはサブスイッチSnを接地状態とし、
n≧mであってアンテナスイッチBnが切断状態の場合は、アンテナ素子An+1を通信に使用するときはサブスイッチSnを発振状態とし、アンテナ素子An+1を通信に使用しないときはサブスイッチSnを接地状態とする
ことを特徴とするアンテナ装置。 - 請求項5記載のアンテナ装置であって、
MIMOでの通信に使用するサブ給電部Dnはさらに、サブスイッチSnのアンテナスイッチBn側に、位相器も有し、
MIMOで通信するときには、前記位相器は、同一周波数帯で使用される隣接する信号同士の位相をπ/2またはπ/4ずらす
ことを特徴とするアンテナ装置。
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