JPH1079622A - 周波数共用アンテナ - Google Patents
周波数共用アンテナInfo
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- JPH1079622A JPH1079622A JP23156296A JP23156296A JPH1079622A JP H1079622 A JPH1079622 A JP H1079622A JP 23156296 A JP23156296 A JP 23156296A JP 23156296 A JP23156296 A JP 23156296A JP H1079622 A JPH1079622 A JP H1079622A
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- Japan
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- antenna
- frequency
- circuit
- change circuit
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 無線通信端末等で使用されるアンテナ装置に
おいて、アンテナ利得の広帯域化を図ることができる周
波数共用アンテナを提供することを目的とする。 【解決手段】 アンテナ1と直列に、電気的に制御可能
なインダクタンス変化回路2を接続する。更に、アンテ
ナ1と並列に電気的に制御可能なキャパシタンス変化回
路3を接続する。アンテナ1の共振周波数の大きな変更
を、スイッチとして使用するPINダイオードと、コイ
ルを用いたインダクタンス変化回路2によって行い、細
かな調整をバラクタダイオードを利用したキャパシタン
ス変化回路3によって行う。これらのインダクタンス変
化回路2とキャパシタンス変化回路3を電気的に制御す
ることにより、大きく離れた2つの帯域を1つのアンテ
ナ1でまかなうことができる。
おいて、アンテナ利得の広帯域化を図ることができる周
波数共用アンテナを提供することを目的とする。 【解決手段】 アンテナ1と直列に、電気的に制御可能
なインダクタンス変化回路2を接続する。更に、アンテ
ナ1と並列に電気的に制御可能なキャパシタンス変化回
路3を接続する。アンテナ1の共振周波数の大きな変更
を、スイッチとして使用するPINダイオードと、コイ
ルを用いたインダクタンス変化回路2によって行い、細
かな調整をバラクタダイオードを利用したキャパシタン
ス変化回路3によって行う。これらのインダクタンス変
化回路2とキャパシタンス変化回路3を電気的に制御す
ることにより、大きく離れた2つの帯域を1つのアンテ
ナ1でまかなうことができる。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、周波数共用アンテ
ナに関し、特に広帯域な共振周波数の電気的調整機能を
有する周波数共用アンテナに関するものである。
ナに関し、特に広帯域な共振周波数の電気的調整機能を
有する周波数共用アンテナに関するものである。
【0002】
【従来の技術】送信周波数帯域と受信周波数帯域が大き
く離れている場合、たとえば衛星通信システムに用いら
れる周波数帯として送信周波数が2.5GHz帯、受信
周波数が1.6GHz帯の場合、アンテナ装置として
は、0.9GHz離れた2つの帯域をカバーする必要が
ある。1つのアンテナでこれらの帯域をカバーするため
には、2.05GHzを中心周波数として比帯域が約4
3.9%(0.9/2.05)の広帯域なアンテナが必
要となる。しかし比帯域10%を超える広帯域な小型ア
ンテナは、簡単には実現出来ない。なぜならば、アンテ
ナの周波数帯域特性は自然共振現象によるアンテナ(1
/2λダイポールアンテナ)に比べ、インダクター等の
何らかの集中定数を装荷して共振周波数を下げてアンテ
ナを小型化する場合の帯域幅は狭くなるためである。す
なわちアンテナの小型化とその周波数広帯域化は相反す
る特性である。また強制的に整合回路でマッチングを取
った場合には、挟帯域化するとともに、その整合回路の
挿入損失によりアンテナ効率が低下する。
く離れている場合、たとえば衛星通信システムに用いら
れる周波数帯として送信周波数が2.5GHz帯、受信
周波数が1.6GHz帯の場合、アンテナ装置として
は、0.9GHz離れた2つの帯域をカバーする必要が
ある。1つのアンテナでこれらの帯域をカバーするため
には、2.05GHzを中心周波数として比帯域が約4
3.9%(0.9/2.05)の広帯域なアンテナが必
要となる。しかし比帯域10%を超える広帯域な小型ア
ンテナは、簡単には実現出来ない。なぜならば、アンテ
ナの周波数帯域特性は自然共振現象によるアンテナ(1
/2λダイポールアンテナ)に比べ、インダクター等の
何らかの集中定数を装荷して共振周波数を下げてアンテ
ナを小型化する場合の帯域幅は狭くなるためである。す
なわちアンテナの小型化とその周波数広帯域化は相反す
る特性である。また強制的に整合回路でマッチングを取
った場合には、挟帯域化するとともに、その整合回路の
挿入損失によりアンテナ効率が低下する。
【0003】上記のように送受信の周波数帯域が離れて
いる場合、一つのアンテナで送受信の周波数帯域をカバ
ーしつつ、さらに小型で高効率のアンテナの実現は困難
であつた。
いる場合、一つのアンテナで送受信の周波数帯域をカバ
ーしつつ、さらに小型で高効率のアンテナの実現は困難
であつた。
【0004】従来の技術として、公開特許広報(特開平
4−213907)に記載の例を図6に記す。図6は、
従来の共振周波数を変化させるアンテナ装置の構成図で
あって、図6(a)はアンテナ1と並列にキャパシタン
ス変化回路3を接続し、制御信号電圧によってキャパシ
タンスの値を変えて、アンテナ1の共振周波数を変える
ものを示しており、また図6(b)はアンテナ1と直列
にインダクタンス変化回路2を接続したものを示してお
り、同様に制御信号電圧によってインダクタンスの値を
変えてアンテナの共振周波数を変化させるものである。
4−213907)に記載の例を図6に記す。図6は、
従来の共振周波数を変化させるアンテナ装置の構成図で
あって、図6(a)はアンテナ1と並列にキャパシタン
ス変化回路3を接続し、制御信号電圧によってキャパシ
タンスの値を変えて、アンテナ1の共振周波数を変える
ものを示しており、また図6(b)はアンテナ1と直列
にインダクタンス変化回路2を接続したものを示してお
り、同様に制御信号電圧によってインダクタンスの値を
変えてアンテナの共振周波数を変化させるものである。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記従来
の装置では、図3の本発明の実施の形態1の送受信周波
数帯域の概略図に示すように、受信周波数帯域5と送信
周波数帯域6が大きく離れている場合には、キャパシタ
ンス変化回路のみではその変化量が小さく、また周波数
を小さく微調する場合、インダクタンス変化回路のみで
は対応できない。また、送受信個々にアンテナを設ける
と部品点数が増えて装置が複雑になるという問題点を有
している。
の装置では、図3の本発明の実施の形態1の送受信周波
数帯域の概略図に示すように、受信周波数帯域5と送信
周波数帯域6が大きく離れている場合には、キャパシタ
ンス変化回路のみではその変化量が小さく、また周波数
を小さく微調する場合、インダクタンス変化回路のみで
は対応できない。また、送受信個々にアンテナを設ける
と部品点数が増えて装置が複雑になるという問題点を有
している。
【0006】本発明は上記従来の問題点を解決するもの
で、受信周波数帯域と送信周波数帯域が離れているよう
な衛星通信システムなどでも十分な利得が得られる周波
数共用アンテナを提供することを目的としている。
で、受信周波数帯域と送信周波数帯域が離れているよう
な衛星通信システムなどでも十分な利得が得られる周波
数共用アンテナを提供することを目的としている。
【0007】
【課題を解決するための手段】請求項1の発明は、アン
テナと直列に、アンテナの共振周波数の大きな変更を担
当するインダクタンス変化回路を設け、かつアンテナと
並列にアンテナの共振周波数の微調整を担当するキャパ
シタンス変化回路を設け、このインダクタンス変化回路
とキャパシタンス変化回路を制御信号電圧によって操作
する。
テナと直列に、アンテナの共振周波数の大きな変更を担
当するインダクタンス変化回路を設け、かつアンテナと
並列にアンテナの共振周波数の微調整を担当するキャパ
シタンス変化回路を設け、このインダクタンス変化回路
とキャパシタンス変化回路を制御信号電圧によって操作
する。
【0008】請求項2の発明は、前記インダクタンス変
化回路の制御信号電圧を、アンテナ用給電線に重畳させ
る。
化回路の制御信号電圧を、アンテナ用給電線に重畳させ
る。
【0009】
【発明の実施の形態】請求項1の発明は、アンテナと直
列に接続したインダクタンス変化回路によってアンテナ
の共振周波数を大きく変化させ、またアンテナ1と並列
に接続したキャパシタンス変化回路によって細かな調整
を行う作用を有する。
列に接続したインダクタンス変化回路によってアンテナ
の共振周波数を大きく変化させ、またアンテナ1と並列
に接続したキャパシタンス変化回路によって細かな調整
を行う作用を有する。
【0010】請求項2の発明は、インダクタンス変化回
路の制御信号電圧をアンテナ用給電線に重畳して、アン
テナの共振周波数を変化させる。
路の制御信号電圧をアンテナ用給電線に重畳して、アン
テナの共振周波数を変化させる。
【0011】(実施の形態1)図1は本発明の実施の形
態1の周波数共用アンテナの構成図、図2は同周波数共
用アンテナの回路図、図3は同送受信周波数帯域の概略
図、図4は同インダクタンス変化回路による共振周波数
の変化を説明するための周波数共用アンテナの等価回路
図である。1はアンテナであり、7はインダクタンス変
化回路2で使用するコイル、8はインダクタンスの値を
変えるためのスイッチとして使用するPINダイオード
である。9はPINダイオード8への制御信号電圧を印
加するための端子である。10はアンテナ1へ給電され
る高周波電力が制御信号電圧を印加する端子9側とグラ
ンド11へ漏れるのを抑制するためのチョークコイルで
ある。12はキャパシタンス変化回路3で、キャパシタ
ンスの値を変えるために使用するバラクタダイオードで
あり、13はバラクタダイオード12のキャパシタンス
の制御信号電圧を印加するための端子である。14はP
INダイオード8とバラクタダイオード12の制御信号
電圧を分離するためのコンデンサである。また15は送
受信回路である。
態1の周波数共用アンテナの構成図、図2は同周波数共
用アンテナの回路図、図3は同送受信周波数帯域の概略
図、図4は同インダクタンス変化回路による共振周波数
の変化を説明するための周波数共用アンテナの等価回路
図である。1はアンテナであり、7はインダクタンス変
化回路2で使用するコイル、8はインダクタンスの値を
変えるためのスイッチとして使用するPINダイオード
である。9はPINダイオード8への制御信号電圧を印
加するための端子である。10はアンテナ1へ給電され
る高周波電力が制御信号電圧を印加する端子9側とグラ
ンド11へ漏れるのを抑制するためのチョークコイルで
ある。12はキャパシタンス変化回路3で、キャパシタ
ンスの値を変えるために使用するバラクタダイオードで
あり、13はバラクタダイオード12のキャパシタンス
の制御信号電圧を印加するための端子である。14はP
INダイオード8とバラクタダイオード12の制御信号
電圧を分離するためのコンデンサである。また15は送
受信回路である。
【0012】以上のように構成された周波数共用アンテ
ナについて、その動作を図3の送受信周波数帯域の概略
図と図4(a),(b)の動作原理図を用いて説明す
る。まず、アンテナ1の共振周波数をインダクタンス変
化回路2を用いて、送信周波数帯6と受信周波数帯域5
で大きく切り替える場合の動作について説明する。最初
に、制御信号電圧を端子9から、チョークコイル10を
介してPINダイオード8に印加している状態、すなわ
ちPINダイオード8がON状態の等価回路を図4
(a)に示すが、図4(a)においてアンテナ1の共振
周波数が図3の送信周波数帯域6内にあるように、あら
かじめアンテナ1の設計をしておく必要がある。なお、
16はバラクタダイオード12に相当する可変容量コン
デンサである。
ナについて、その動作を図3の送受信周波数帯域の概略
図と図4(a),(b)の動作原理図を用いて説明す
る。まず、アンテナ1の共振周波数をインダクタンス変
化回路2を用いて、送信周波数帯6と受信周波数帯域5
で大きく切り替える場合の動作について説明する。最初
に、制御信号電圧を端子9から、チョークコイル10を
介してPINダイオード8に印加している状態、すなわ
ちPINダイオード8がON状態の等価回路を図4
(a)に示すが、図4(a)においてアンテナ1の共振
周波数が図3の送信周波数帯域6内にあるように、あら
かじめアンテナ1の設計をしておく必要がある。なお、
16はバラクタダイオード12に相当する可変容量コン
デンサである。
【0013】次にアンテナ1の共振周波数を送信周波数
17から受信周波数18に移動させる場合には、制御信
号電圧を下げてPINダイオード8をOFF状態にす
る。このときの等価回路を図4(b)に示す。図4
(b)において、アンテナ1と直列にコイル7が挿入さ
れることになり、アンテナ1の共振周波数が下がること
になる。コイル7のインダクタンスの値は、PINダイ
オード8のON/OFF状態の変化によりアンテナ1の
共振周波数が送信周波数帯域6と受信周波数帯域5の間
で切り替わるように適切に選択しなければならない。
17から受信周波数18に移動させる場合には、制御信
号電圧を下げてPINダイオード8をOFF状態にす
る。このときの等価回路を図4(b)に示す。図4
(b)において、アンテナ1と直列にコイル7が挿入さ
れることになり、アンテナ1の共振周波数が下がること
になる。コイル7のインダクタンスの値は、PINダイ
オード8のON/OFF状態の変化によりアンテナ1の
共振周波数が送信周波数帯域6と受信周波数帯域5の間
で切り替わるように適切に選択しなければならない。
【0014】次にアンテナ1の共振周波数の微調整を行
う場合について説明する。アンテナ1の共振周波数が受
信周波数帯域5と送信周波数帯域6のいずれにある場合
でも、共振周波数の微調整はキャパシタンス変化回路3
を用いて行う。一般的にバラクタダイオード12は印加
電圧に対して連続的にキャパシタンスの値が変化する
が、このバラクタダイオード12に端子13から制御信
号電圧をチョークコイル10を介して印加し、バラクタ
ダイオードのキャパシタンスを制御する。図3に示すよ
うにアンテナ1の共振周波数を高い方19へ移動させる
場合には、バラクタダイオード12へ制御信号電圧を上
げて、キャパシタンスの値を小さくする。逆にアンテナ
1の共振周波数を低い方20場合には、バラクタダイオ
ード12に印加している制御信号電圧を下げて、バラク
タダイオード12のキャパシタンスを大きくする。この
ようにして、制御信号電圧によりバラクタダイオード1
2のキャパシタンスを変化させて、アンテナ1の共振周
波数の微調整を行う。
う場合について説明する。アンテナ1の共振周波数が受
信周波数帯域5と送信周波数帯域6のいずれにある場合
でも、共振周波数の微調整はキャパシタンス変化回路3
を用いて行う。一般的にバラクタダイオード12は印加
電圧に対して連続的にキャパシタンスの値が変化する
が、このバラクタダイオード12に端子13から制御信
号電圧をチョークコイル10を介して印加し、バラクタ
ダイオードのキャパシタンスを制御する。図3に示すよ
うにアンテナ1の共振周波数を高い方19へ移動させる
場合には、バラクタダイオード12へ制御信号電圧を上
げて、キャパシタンスの値を小さくする。逆にアンテナ
1の共振周波数を低い方20場合には、バラクタダイオ
ード12に印加している制御信号電圧を下げて、バラク
タダイオード12のキャパシタンスを大きくする。この
ようにして、制御信号電圧によりバラクタダイオード1
2のキャパシタンスを変化させて、アンテナ1の共振周
波数の微調整を行う。
【0015】(実施の形態2)図5は本発明の実施の形
態2の給電線に制御信号電圧を重畳させる周波数共用ア
ンテナの回路図である。図5において、1はアンテナで
あり、7はインダクタンス変化回路で使用するコイル、
8はインダクタンスの値を変えるためのスイッチとして
使用するPINダイオード、9はPINダイオード8へ
の制御信号電圧を印加するための端子、10はアンテナ
1へ給電される高周波電力の制御信号電圧を印加する端
子9側とグランド11への漏洩を抑制するためのチョー
クコイル、15は送受信回路である。
態2の給電線に制御信号電圧を重畳させる周波数共用ア
ンテナの回路図である。図5において、1はアンテナで
あり、7はインダクタンス変化回路で使用するコイル、
8はインダクタンスの値を変えるためのスイッチとして
使用するPINダイオード、9はPINダイオード8へ
の制御信号電圧を印加するための端子、10はアンテナ
1へ給電される高周波電力の制御信号電圧を印加する端
子9側とグランド11への漏洩を抑制するためのチョー
クコイル、15は送受信回路である。
【0016】図5において、送受信回路15から送信さ
れた高周波出力信号は、アンテナ用給電線4を介してア
ンテナ1に供給される。アンテナ1の共振周波数を図3
中の送信周波数帯域6に移動させる場合には、端子9に
制御電圧を印加しPINダイオード8をON状態とす
る。これにより、インダクタンス変化回路2中のコイル
が短絡され、アンテナ1の共振周波数が上がる。逆にア
ンテナ1の共振周波数を図3中の受信周波数帯域5に移
動させるには、インダクタンス変化回路2中のPINダ
イオード8がOFF状態になるように、端子9に印加し
ている制御電圧を下げる。この結果、アンテナ1と直列
にコイル7が挿入され、アンテナ1の共振周波数が下が
る。なお、PINダイオード8のON/OFFで、送信
周波数帯域6と受信周波数帯域5を切り替えられるよう
に、コイル7のインダクタンスの値を設定しておかなけ
ればならない。
れた高周波出力信号は、アンテナ用給電線4を介してア
ンテナ1に供給される。アンテナ1の共振周波数を図3
中の送信周波数帯域6に移動させる場合には、端子9に
制御電圧を印加しPINダイオード8をON状態とす
る。これにより、インダクタンス変化回路2中のコイル
が短絡され、アンテナ1の共振周波数が上がる。逆にア
ンテナ1の共振周波数を図3中の受信周波数帯域5に移
動させるには、インダクタンス変化回路2中のPINダ
イオード8がOFF状態になるように、端子9に印加し
ている制御電圧を下げる。この結果、アンテナ1と直列
にコイル7が挿入され、アンテナ1の共振周波数が下が
る。なお、PINダイオード8のON/OFFで、送信
周波数帯域6と受信周波数帯域5を切り替えられるよう
に、コイル7のインダクタンスの値を設定しておかなけ
ればならない。
【0017】上記の様に、送受信制御信号電圧により高
周波成分阻止用のチョークコイル10を介して、PIN
ダイオード8の切り替えを制御し、送受信周波数帯域間
5,6での共振周波数を切り換える構成である。
周波成分阻止用のチョークコイル10を介して、PIN
ダイオード8の切り替えを制御し、送受信周波数帯域間
5,6での共振周波数を切り換える構成である。
【0018】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、共
振周波数を電気的に制御する周波数共用アンテナでは、
送受信周波数が大きく離れているような通信システムな
どに求められる広帯域な周波数特性を実現できる。ま
た、アンテナ装置全体の小型化も図ることができるため
に、携帯通信端末の小型化に有効である。
振周波数を電気的に制御する周波数共用アンテナでは、
送受信周波数が大きく離れているような通信システムな
どに求められる広帯域な周波数特性を実現できる。ま
た、アンテナ装置全体の小型化も図ることができるため
に、携帯通信端末の小型化に有効である。
【図1】本発明の実施の形態1の周波数共用アンテナの
構成図
構成図
【図2】本発明の実施の形態1の周波数共用アンテナの
回路図
回路図
【図3】本発明の実施の形態1の送受信周波数帯域の概
略図
略図
【図4】本発明の実施の形態1のインダクタンス変化回
路による共振周波数の変化を説明するための周波数共用
アンテナの等価回路図
路による共振周波数の変化を説明するための周波数共用
アンテナの等価回路図
【図5】本発明の実施の形態2の給電線に制御信号電圧
を重畳させる周波数共用アンテナの回路図
を重畳させる周波数共用アンテナの回路図
【図6】従来の共振周波数を変化させるアンテナ装置の
構成図
構成図
1 アンテナ 2 インダクタンス変化回路 3 キャパシタンス変化回路 4 アンテナ用給電線 5 受信周波数帯域 6 送信周波数帯域 7 コイル 8 PINダイオード 10 チョークコイル 11 グランド 12 バラクタダイオード 15 送受信回路 16 可変容量コンデンサ 17 送信周波数 18 受信周波数
Claims (2)
- 【請求項1】アンテナに直列に、アンテナの共振周波数
の大きな変更を担当するインダクタンス変化回路を設
け、かつアンテナと並列にアンテナの共振周波数の微調
整を担当するキャパシタンス変化回路を設け、このイン
ダクタンス変化回路とキャパシタンス変化回路を制御信
号電圧によって操作することを特徴とする周波数共用ア
ンテナ。 - 【請求項2】前記インダクタンス変化回路の制御信号電
圧を、アンテナ用給電線に重畳させることを特徴とする
請求項1記載の周波数共用アンテナ。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP23156296A JPH1079622A (ja) | 1996-09-02 | 1996-09-02 | 周波数共用アンテナ |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP23156296A JPH1079622A (ja) | 1996-09-02 | 1996-09-02 | 周波数共用アンテナ |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH1079622A true JPH1079622A (ja) | 1998-03-24 |
Family
ID=16925460
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP23156296A Pending JPH1079622A (ja) | 1996-09-02 | 1996-09-02 | 周波数共用アンテナ |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH1079622A (ja) |
Cited By (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPWO2004036687A1 (ja) * | 2002-10-15 | 2006-02-16 | 株式会社日立製作所 | 小型のマルチモードアンテナ及びそれを用いた高周波モジュール |
WO2010140406A1 (ja) * | 2009-06-05 | 2010-12-09 | 株式会社村田製作所 | アンテナ装置及び無線通信機 |
WO2011024280A1 (ja) * | 2009-08-27 | 2011-03-03 | 株式会社 東芝 | アンテナ装置及び通信装置 |
JP2012034379A (ja) * | 2011-09-02 | 2012-02-16 | Hitachi Ltd | 無線ユニットおよび無線装置 |
WO2013012078A1 (ja) * | 2011-07-20 | 2013-01-24 | 株式会社フジクラ | アンテナ及び無線タグ |
JP5400945B1 (ja) * | 2012-10-12 | 2014-01-29 | 株式会社フジクラ | アンテナの製造方法 |
US8941548B2 (en) | 2011-08-30 | 2015-01-27 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Antenna device and electronic apparatus including antenna device |
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JP2020101544A (ja) * | 2018-12-19 | 2020-07-02 | 系統電子工業股▲ふん▼有限公司 | タイヤ空気圧センサーのrfマッチング装置 |
-
1996
- 1996-09-02 JP JP23156296A patent/JPH1079622A/ja active Pending
Cited By (13)
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