JPH09223993A - アンテナ切換装置及びそれを用いた無線機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 複数のアンテナを交互に切り換えて使用する
アンテナ切換装置において、アンテナ間の相互結合の影
響を無くすアンテナ切換装置とそれを用いた無線機を提
供する。 【解決手段】 複数のアンテナ１、２を切り換える第
１、第２の選択スイッチ９、１０を設け、スイッチの切
換によって待機状態となるアンテナ１若しくは２に装荷
インピーダンス１１ａ若しくは１１ｂを接続するごとく
なした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、アンテナ切換装置
及びそれを用いた無線機に関し、特に携帯電話等の移動
体通信システムの無線機に使用されるアンテナ切換装置
とそれを用いた無線機に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、様々な移動体通信システムが実用
に供しているが、この種の通信においてマルチパスフェ
ージングによる通信品質の劣化は深刻な問題であり、様
々な対策技術が実用システムに適用されている。例え
ば、携帯電話システムでは、マルチパスフェージング対
策としてアンテナダイバーシチ技術が採用されている。

【０００３】図３は、アンテナダイバーシチ技術の中で
も最も簡単な構成で実現できるアンテナ切換ダイバーシ
チ方式を採用した無線機のシステム構成を模式的に示し
た図である。以下に、その具体的構成について説明す
る。第１のアンテナ１と第２のアンテナ２が、空間的に
離されて配置されている。その間隔は、使用周波数の波
長の０．２〜０．３倍程度に設定され、空間的に相関係
数が非常に低くなる様にされている。

【０００４】これら両アンテナには、第１の高周波伝送
線路３と第２の高周波伝送線路４が各々電気的に結線さ
れており、空間的に離されて配置されている両アンテナ
で受信された信号を、一ヶ所に集める役割を担ってい
る。また、これら両高周波伝送線路３、４の各終端は、
アンテナ切換装置５の入力端子５ａ、５ｂに各々電気的
に結線されている。アンテナ切換装置５は、図示する如
く選択スイッチ６のみで構成されており、単に、１つの
出力端子に対する２つの入力端子の電気的結線を選択的
に切換える機能のみを有している。また、アンテナ切換
装置５の出力端子５ｃは、無線回路７と電気的に結線さ
れている。

【０００５】アンテナ切換装置５を採用した無線機のシ
ステムは、以上の様に構成され、以下に述べる如くマル
チパスフェージングに対して有効な対策として働く。通
常の場合、選択スイッチ６は５ａ1 側に倒され、第１の
アンテナ１が無線回路７と結線されている。第１のアン
テナ１による受信信号強度がマルチパスフェージングに
より極度に低下すると、選択スイッチ６は５ａ2 側に切
り換えられ、第２のアンテナ２が無線機の回路７と結線
されるようになる。この時、第２のアンテナ２による受
信信号強度は、相関係数が非常に低くなるよう配慮され
ているため、第１のアンテナ１による受信信号強度と同
時に極度に低下する確率は極めて低く、従ってほとんど
の場合、安定した受信信号強度が得られる様になってい
る。

【０００６】さらに、第２のアンテナ２による受信信号
強度が極度に低下すると、再び選択スイッチ６が５ａ1
側に切り換えられ、第１のアンテナ１が無線機の回路７
と結線されるようになる。以上の様に、２つのアンテナ
を用いて、受信状況の良い方に切り換えを行うことで、
マルチパスフェージング下においても、比較的安定した
通信品質が得られるようになる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】以上に示した従来のア
ンテナ切換装置とそれを用いた無線機には、以下に述べ
る問題が存在する。例えば、携帯電話端末のような携帯
無線機では、機器の小型化という観点から、両アンテナ
の間隔を充分に確保することが難しい上、両アンテナに
共通のグランドは、種々の理由から非常に不安定であ
り、従って、図示する如く両アンテナ間の相互結合量は
無視できない程大きくなってしまう状況にある。この相
互結合量の増大は、概して相関係数にはそれほど深刻な
影響を及ぼすことは少ないが、その一方で、動作側のア
ンテナの放射特性が待機側のアンテナの状態によって変
化してしまう問題を引き起こす。

【０００８】待機側のアンテナは、アンテナ切換装置に
おいて解放終端されているが、高周波伝送線路の電気長
の存在によって、ある固有のリアクタンス値Ｘ₀ が待機
側のアンテナに装荷されている状態に等しいと考えられ
る。すなわち、待機側の高周波伝送線路の電気長によっ
て装荷リアクタンス値Ｘ₀ が変化し、動作側のアンテナ
の放射特性を変化せしめてしまう。この放射特性の変化
が、良い方向の変化であれば何の問題も無いが、ひとた
び悪い方向の変化、例えば利得の大きな劣化等という状
況に陥ったとしても、高周波伝送線路の長さを変える設
計変更は、セット全体の設計にかかわるので実行が難し
いのが現状である。

【０００９】また、これらの特性変化を予測する技術的
手段もいまだ開発されておらず、従って予め各高周波伝
送線路の長さの設計を最適化しておくことも不可能であ
る。すなわち現状では、これら相互結合による動作側ア
ンテナの特性変化に対し、決め手となる対策が無いに等
しい状況にある。本発明は、上記問題を解決するために
成されたものであり、相互結合による特性変化にも柔軟
に対応できるアンテナ切換装置と、それを使用したアン
テナ切換ダイバーシチ方式の無線機構成を提供すること
にある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の本発明
に係るアンテナ切換装置は、第１のアンテナを第１の選
択スイッチの可動端子に接続し、第２のアンテナを第２
の選択スイッチの可動端子に接続し、第１の選択スイッ
チに第１の固定端子と第２の固定端子を設け、第２の選
択スイッチに第３の固定端子と第４の固定端子を設け、
第１の固定端子とアース間に第１の装荷インピーダンス
を接続し、第３の固定端子とアース間に第２の装荷イン
ピーダンスを接続し、第２、第４の固定端子を出力端子
に接続し、第１の選択スイッチが第１の固定端子に接続
されるとき、第２の選択スイッチが第４の固定端子に接
続され、第１の選択スイッチが第２の固定端子に接続さ
れるとき、第２の選択スイッチが第３の固定端子に接続
されるごとくなした構成とした。

【００１１】請求項２に記載の無線機は、請求項１に記
載のアンテナ切換装置の出力端子に無線機の回路が接続
された無線機の構成とした。

【００１２】請求項３に記載のアンテナ切換装置は、第
１、第２の装荷インピーダンスを共通の装荷インピーダ
ンスとした請求項１に記載のアンテナ切換装置の構成と
した。

【００１３】以上のように、本発明に係わるアンテナ切
換装置をアンテナ切換ダイバーシチ方式の携帯無線機に
適用すれば、両アンテナ間の相互結合による放射特性の
劣化に対し、比較的容易な設計変更手段によって対処す
ることが可能となり、所望の動作を得ることができる。

【００１４】

【発明の実施の形態】次に、本発明の実施例を図面を参
照しつつ説明する。図１は本発明に係る第１の実施例の
アンテナ切換装置８を使用したアンテナ切換装置及びそ
れを用いた無線機の模式図である。 図３の従来の構成
と同様に第１のアンテナ１と第２のアンテナ２が、空間
的に離されて配置されている。その間隔は、使用周波数
の０．２〜０．３波長程度に設定され、空間的に相関係
数が非常に低くなる様にされている。

【００１５】これら両アンテナには、第１の高周波伝送
線路３と第２の高周波伝送線路４が各々電気的に結線さ
れており、空間的に離されて配置されている両アンテナ
で受信された信号を、一ヶ所に集める役割を担ってい
る。また、これら両高周波伝送線路３、４の各終端は、
アンテナ切換装置８の入力端子５ａ、５ｂに各々電気的
に結線されている。そして、本発明での実施例では、ア
ンテナ切換装置８に２つの第１の選択スイッチ９、第２
の選択スイッチ１０が設けられており、各々の可動接点
９ａ、１０ａが入力端子５ａ、５ｂに結線されている。

【００１６】また、その第２の固定接点９ｃ、第４の固
定接点１０ｃが出力端子５ｃに結線され、他方の第１の
固定接点９ｂ、第３の固定接点１０ｂは所定のリアクタ
ンス値Ｘ1 、Ｘ2 を持つ装荷インピーダンス１１ａ、１
１ｂに夫々結線されている。これら２つの選択スイッチ
９、１０の切替え動作はシーソー式に連動して行われる
ようになっており、第１の選択スイッチ９が第１の固定
接点９ｂ側に倒されている時、第２の選択スイッチ１０
は第４の固定接点１０ｃ側へ、または第１の選択スイッ
チ９が第２の固定接点９ｃ側に倒されている時、第２の
選択スイッチ１０は第３の固定接点１０ｂ側に倒され
る。即ち、動作側のアンテナが無線機の回路に結線され
ると同時に、待機側のアンテナが装荷インピーダンスに
接続される様になっている。

【００１７】以上の様なアンテナ切換装置８を、従来の
アンテナ切換装置５に代替して構成することにより、以
下に述べる如く相互結合による動作側アンテナの特性変
化に対処することが可能になる。待機側のアンテナは、
装荷インピーダンス１１ａ、１１ｂと高周波伝送線路
３、４の電気長とによって決定されるある固有のリアク
タンス値Ｘ1 ’、あるいはＸ2 ’が装荷された状態にあ
り、相互結合によって動作側のアンテナの放射特性を変
化せしめるところまでは従来の場合と同様である。とこ
ろが、その特性変化によって所望の特性が得られなくな
ってしまった場合に、従来の技術では対策手段が無かっ
たのに対し、本実施例では装荷インピーダンス（受動素
子）１１ａ、１１ｂを変更することで装荷リアクタンス
値を変えることが比較的容易にでき、従って、相互結合
による特性変化を最適に設計変更することが可能になっ
た。

【００１８】また図２は、本発明による第２の実施例の
アンテナ切換装置１２の構成を示した模式図である。こ
のアンテナ切換装置１２は第１の実施例に於ける装荷イ
ンピーダンス１１ａ、１１ｂを共通にして、共通の装荷
インピーダンス（受動素子）１３としたものである。例
えば、各々の受動素子の最適リアクタンス値が非常に近
い値となる場合、この様に共通にして構成することによ
り、製造コストを下げつつ同等の効果を得ることができ
る。

【００１９】

【発明の効果】以上に述べたごとく、本発明のアンテナ
切換装置及びそれを用いた無線機をアンテナ切換ダイバ
ーシチ方式の携帯無線機に適用すれば、両アンテナ間の
相互結合による放射特性の劣化に対し、比較的容易な設
計変更によって対処することが可能となり、所望の動作
を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１の実施例を示すアンテナ切換装置及び無線
機の模式図。

【図２】第２の実施例を示すアンテナ切換装置の模式
図。

【図３】従来のアンテナ切換装置及び無線機の模式図。

【符号の説明】

１ 第１のアンテナ ２ 第２のアンテナ ３ 第１の高周波伝送線路 ４ 第２の高周波伝送線路 ５ 従来のアンテナ切換装置 ５ａ、５ｂ 入力端子 ５ｃ 出力端子 ５ａ2 、５ａ2 固定接点 ５ｃ1 可動接点 ６ 選択スイッチ ７ 無線機の回路 ８ 第１実施例のアンテナ切換装置 ９ 第１の選択スイッチ ９ａ 第１の選択スイッチの可動端子 ９ｂ 第１の選択スイッチの第１の固定端子 ９ｃ 第１の選択スイッチの第２の固定端子 １０ 第２の選択スイッチ １０ａ 第２の選択スイッチの可動端子 １０ｂ 第２の選択スイッチの第３の固定端子 １０ｃ 第２の選択スイッチの第４の固定端子 １１ａ 第１の装荷インピーダンス（受動素子） １１ｂ 第２の装荷インピーダンス（受動素子） １２ 第２実施例のアンテナ切換装置 １３ 共通の装荷インピーダンス（受動素子）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 伊藤 博規 東京都品川区北品川６丁目７番35号 ソニ ー株式会社内

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 第１のアンテナを第１の選択スイッチの
   可動端子に接続し、 第２のアンテナを第２の選択スイッチの可動端子に接続
   し、 前記第１の選択スイッチに第１の固定端子と第２の固定
   端子を設け、 前記第２の選択スイッチに第３の固定端子と第４の固定
   端子を設け、 前記第１の固定端子とアース間に第１の装荷インピーダ
   ンスを接続し、 前記第３の固定端子とアース間に第２の装荷インピーダ
   ンスを接続し、 前記第２、第４の固定端子を出力端子に接続し、 前記第１の選択スイッチが第１の固定端子に接続される
   とき、前記第２の選択スイッチが第４の固定端子に接続
   され、 前記第１の選択スイッチが第２の固定端子に接続される
   とき、前記第２の選択スイッチが第３の固定端子に接続
   されるごとくなしたアンテナ切換装置。
2. 【請求項２】 請求項１に記載のアンテナ切換装置の前
   記出力端子に無線機の回路が接続された無線機。
3. 【請求項３】 前記第１、第２の装荷インピーダンスを
   共通の装荷インピーダンスとした請求項１に記載のアン
   テナ切換装置。