JPH08148960A - アンテナ整合回路 - Google Patents
アンテナ整合回路Info
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- JPH08148960A JPH08148960A JP29098994A JP29098994A JPH08148960A JP H08148960 A JPH08148960 A JP H08148960A JP 29098994 A JP29098994 A JP 29098994A JP 29098994 A JP29098994 A JP 29098994A JP H08148960 A JPH08148960 A JP H08148960A
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- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 7
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 6
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 4
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 4
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 4
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 4
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 2
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 2
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- 238000003379 elimination reaction Methods 0.000 description 1
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 アンテナインピーダンスの変化に応じて整合
を行うこと。 【構成】 アンテナ整合回路１に可変用インダクタＬ2D
と高周波スイッチングダイオードＤ2 を加え、アンテナ
２のインピーダンスの変化を方向性結合器６で反射波と
して取り出し、これを電圧に変換したものを高周波スイ
ッチングダイオードＤ2 に印加して、高周波スイッチン
グダイオードＤ2 が開放状態の場合、整合回路を（Ｌ2
−Ｃ2 ）の並列共振回路として動作させ、短絡状態の場
合、整合回路を（Ｌ2 ＊Ｌ2D／（Ｌ2 ＋Ｌ2D）−Ｃ2 ）
の並列共振回路として動作させる。
を行うこと。 【構成】 アンテナ整合回路１に可変用インダクタＬ2D
と高周波スイッチングダイオードＤ2 を加え、アンテナ
２のインピーダンスの変化を方向性結合器６で反射波と
して取り出し、これを電圧に変換したものを高周波スイ
ッチングダイオードＤ2 に印加して、高周波スイッチン
グダイオードＤ2 が開放状態の場合、整合回路を（Ｌ2
−Ｃ2 ）の並列共振回路として動作させ、短絡状態の場
合、整合回路を（Ｌ2 ＊Ｌ2D／（Ｌ2 ＋Ｌ2D）−Ｃ2 ）
の並列共振回路として動作させる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、携帯電話機等の無線機
器に搭載されるアンテナ整合回路に関するものである。
器に搭載されるアンテナ整合回路に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、携帯電話等の無線機器において
は、アンテナを含む送信回路にて、アンテナから効率よ
く電力を放射するために、アンテナとそれ以外の回路と
の整合を良くするために、整合回路が用いられている。
図２は従来のアンテナ整合回路の回路図である。
は、アンテナを含む送信回路にて、アンテナから効率よ
く電力を放射するために、アンテナとそれ以外の回路と
の整合を良くするために、整合回路が用いられている。
図２は従来のアンテナ整合回路の回路図である。
【０００３】ここで、アンテナは収納状態および伸長状
態でインピーダンスが異なるが、図２に表される回路構
成では、どちらか一方の状態においてインピーダンスを
合わせることはできるが、その両方の状態においてイン
ピーダンスを合わせることができない。また、近年、携
帯電話の小型化，軽量化が要請され、これに伴い携帯電
話の使用中に携帯電話のアンテナは従来より更に人体に
接近することとなる。
態でインピーダンスが異なるが、図２に表される回路構
成では、どちらか一方の状態においてインピーダンスを
合わせることはできるが、その両方の状態においてイン
ピーダンスを合わせることができない。また、近年、携
帯電話の小型化，軽量化が要請され、これに伴い携帯電
話の使用中に携帯電話のアンテナは従来より更に人体に
接近することとなる。
【０００４】このため、アンテナから人体を介して地面
に接地する容量が相対的に増大し、空間インピーダンス
の変動に関して無視できない影響を及ぼすようになる。
これはBody-effect と称されている。このBody-effect
により、アンテナのインピーダンスが変化し、アンテナ
の特性が変化する。このアンテナ特性変化とは、具体的
には利得の劣化と反射損失の増加である。このアンテナ
特性の変化を図２で表したアンテナ整合回路では補償で
きない。
に接地する容量が相対的に増大し、空間インピーダンス
の変動に関して無視できない影響を及ぼすようになる。
これはBody-effect と称されている。このBody-effect
により、アンテナのインピーダンスが変化し、アンテナ
の特性が変化する。このアンテナ特性変化とは、具体的
には利得の劣化と反射損失の増加である。このアンテナ
特性の変化を図２で表したアンテナ整合回路では補償で
きない。
【０００５】携帯電話の性能上、このBody-effect によ
る通話品質の劣化が問題になってきている。特に、人体
に最近接時と通常時の通話品質の差が携帯電話の小型化
に従って大きくなっている。図３は従来のその他のアン
テナ整合回路の回路図であり、これは、整合回路の素子
の一部に可変容量ダイオードを用いて、アンテナ整合回
路の容量を、アンテナインピーダンスの変化に対応させ
て変化させるものである。
る通話品質の劣化が問題になってきている。特に、人体
に最近接時と通常時の通話品質の差が携帯電話の小型化
に従って大きくなっている。図３は従来のその他のアン
テナ整合回路の回路図であり、これは、整合回路の素子
の一部に可変容量ダイオードを用いて、アンテナ整合回
路の容量を、アンテナインピーダンスの変化に対応させ
て変化させるものである。
【０００６】この回路は、方向性結合器によりアンテナ
からの反射電圧を検波ダイオードＤにより取り出し、こ
の電圧を可変容量ダイオードＶＤに印加し、整合回路の
容量Ｃ2 を変化させ、アンテナとの整合状態を良くする
ものである。しかしながら、可変容量ダイオードＶＤの
電圧の高精度設定が困難であるので、この回路において
は、容量を高精度に実現することができず、インピーダ
ンスの変化に対応できない。また、可変容量ダイオード
ＶＤの高調波特性があり、これを除去するために高調波
除去部を設ける必要があるので、回路構成が複雑で、コ
スト高となってしまう。
からの反射電圧を検波ダイオードＤにより取り出し、こ
の電圧を可変容量ダイオードＶＤに印加し、整合回路の
容量Ｃ2 を変化させ、アンテナとの整合状態を良くする
ものである。しかしながら、可変容量ダイオードＶＤの
電圧の高精度設定が困難であるので、この回路において
は、容量を高精度に実現することができず、インピーダ
ンスの変化に対応できない。また、可変容量ダイオード
ＶＤの高調波特性があり、これを除去するために高調波
除去部を設ける必要があるので、回路構成が複雑で、コ
スト高となってしまう。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】このように、従来のア
ンテナ整合回路では、Body-effect の影響や、アンテナ
の使用状態によるインピーダンスの変化に対応できない
という問題がある。
ンテナ整合回路では、Body-effect の影響や、アンテナ
の使用状態によるインピーダンスの変化に対応できない
という問題がある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上述した課題を解決する
ため、本発明は、アンテナのインピーダンスの変化を検
出し、この変化に応じてインピーダンス整合を行うアン
テナ整合回路において、複数の素子から構成される整合
手段と、検出されたインピーダンスの変化に応じて、前
記整合手段の素子の接続を切り替えるスイッチング手段
を備えたものであり、人体に最近接時の整合回路と通常
時の整合回路の構成を切り替えることとしたものであ
る。
ため、本発明は、アンテナのインピーダンスの変化を検
出し、この変化に応じてインピーダンス整合を行うアン
テナ整合回路において、複数の素子から構成される整合
手段と、検出されたインピーダンスの変化に応じて、前
記整合手段の素子の接続を切り替えるスイッチング手段
を備えたものであり、人体に最近接時の整合回路と通常
時の整合回路の構成を切り替えることとしたものであ
る。
【０００９】
【作用】上述した構成を有する本発明は、アンテナのイ
ンピーダンスの変化を検出すると、検出されたインピー
ダンスの変化に応じて素子の接続を切り替えて、アンテ
ナインピーダンスに合った整合回路を構成する。
ンピーダンスの変化を検出すると、検出されたインピー
ダンスの変化に応じて素子の接続を切り替えて、アンテ
ナインピーダンスに合った整合回路を構成する。
【００１０】
【実施例】図１は本発明実施例のアンテナ整合回路を備
えた送信回路の回路図である。図において、１は整合回
路で、この整合回路１はアンテナ２とリレー回路３との
間に配置されている。このアンテナ整合回路１はアンテ
ナ２とリレー回路３とを接続する信号線に対して直列に
挿入されるインダクタＬ1 および一端がこの信号線に接
続され、他端が接地されるインダクタＬ2 とキャパシタ
Ｃ2 および直流阻止用キャパシタＣ2D，可変用インダク
タＬ2Dおよび高周波スイッチングダイオードＤ2 で構成
される。上記構成において、通常時はインダクタＬ2 か
ら構成される整合回路を用いてインピーダンスの整合を
行い、人体に接近した時は、可変用インダクタＬ2Dを加
えた整合回路を用いてインピーダンスの整合を行うもの
で、可変用インダクタＬ 2Dの接続の有無を、高周波スイ
ッチングダイオードＤ2 で切り替えるような回路構成と
なっている。
えた送信回路の回路図である。図において、１は整合回
路で、この整合回路１はアンテナ２とリレー回路３との
間に配置されている。このアンテナ整合回路１はアンテ
ナ２とリレー回路３とを接続する信号線に対して直列に
挿入されるインダクタＬ1 および一端がこの信号線に接
続され、他端が接地されるインダクタＬ2 とキャパシタ
Ｃ2 および直流阻止用キャパシタＣ2D，可変用インダク
タＬ2Dおよび高周波スイッチングダイオードＤ2 で構成
される。上記構成において、通常時はインダクタＬ2 か
ら構成される整合回路を用いてインピーダンスの整合を
行い、人体に接近した時は、可変用インダクタＬ2Dを加
えた整合回路を用いてインピーダンスの整合を行うもの
で、可変用インダクタＬ 2Dの接続の有無を、高周波スイ
ッチングダイオードＤ2 で切り替えるような回路構成と
なっている。
【００１１】４はリレー回路３と接続される空中線共用
器で、この空中線共用器４はアンテナ２で受信した信号
を図示しない無線受信部に結合し、また、無線受信部で
生成した信号をアンテナ１に結合するものである。５は
空中線共用器４と接続される電力増幅器である。６は空
中線共用器４とリレー回路３との間に配置され、送信信
号を取り出す方向性結合器で、この方向性結合器６は例
えばストリップライン等で実現され、一端は抵抗Ｒ1 を
介して接地されており、他端は結合キャパシタＣ3 に接
続する。この結合キャパシタＣ3 の他端は検波ダイオー
ドＤ1 のカソードに接続されている。
器で、この空中線共用器４はアンテナ２で受信した信号
を図示しない無線受信部に結合し、また、無線受信部で
生成した信号をアンテナ１に結合するものである。５は
空中線共用器４と接続される電力増幅器である。６は空
中線共用器４とリレー回路３との間に配置され、送信信
号を取り出す方向性結合器で、この方向性結合器６は例
えばストリップライン等で実現され、一端は抵抗Ｒ1 を
介して接地されており、他端は結合キャパシタＣ3 に接
続する。この結合キャパシタＣ3 の他端は検波ダイオー
ドＤ1 のカソードに接続されている。
【００１２】この方向性結合器６は、任意の結合損失を
有して、送信信号のうち反射波のみを取り出す。取り出
された反射波は結合キャパシタＣ3 を介して検波ダイオ
ードＤ1 により検波される。検波ダイオードＤ1 のカソ
ードには抵抗Ｒ2 を介してバイアス電圧ＶR が印加され
る。また、検波ダイオードＤ1 のカソードと抵抗Ｒ2 の
接続点には、抵抗Ｒ 3 が接続される。この抵抗Ｒ3 は接
地されている。
有して、送信信号のうち反射波のみを取り出す。取り出
された反射波は結合キャパシタＣ3 を介して検波ダイオ
ードＤ1 により検波される。検波ダイオードＤ1 のカソ
ードには抵抗Ｒ2 を介してバイアス電圧ＶR が印加され
る。また、検波ダイオードＤ1 のカソードと抵抗Ｒ2 の
接続点には、抵抗Ｒ 3 が接続される。この抵抗Ｒ3 は接
地されている。
【００１３】そして、これらの抵抗Ｒ2 および抵抗Ｒ3
の値を規定することによって、検波ダイオードＤ1 に印
加するバイアス電圧を任意に設定することができる。な
お、検波ダイオードＤ1 のアノード側にはキャパシタＣ
R ，抵抗ＲR が接続されている。そして、検波ダイオー
ドＤ1 よりの出力検波電圧は高周波スイッチングダイオ
ードＤ2 のカソードに印加される。
の値を規定することによって、検波ダイオードＤ1 に印
加するバイアス電圧を任意に設定することができる。な
お、検波ダイオードＤ1 のアノード側にはキャパシタＣ
R ，抵抗ＲR が接続されている。そして、検波ダイオー
ドＤ1 よりの出力検波電圧は高周波スイッチングダイオ
ードＤ2 のカソードに印加される。
【００１４】この印加電圧により、高周波スイッチング
ダイオードＤ2 は開放または短絡状態になる。高周波ス
イッチングダイオードＤ2 が開放状態の場合、整合回路
は（Ｌ2 −Ｃ2 ）の並列共振回路として動作し、短絡状
態の場合、（Ｌ2 ＊Ｌ2D／（Ｌ2 ＋Ｌ2D）−Ｃ2 ）の並
列共振回路として動作する。以下に、上述した構成を有
する本実施例のアンテナ整合回路の動作を説明する。
ダイオードＤ2 は開放または短絡状態になる。高周波ス
イッチングダイオードＤ2 が開放状態の場合、整合回路
は（Ｌ2 −Ｃ2 ）の並列共振回路として動作し、短絡状
態の場合、（Ｌ2 ＊Ｌ2D／（Ｌ2 ＋Ｌ2D）−Ｃ2 ）の並
列共振回路として動作する。以下に、上述した構成を有
する本実施例のアンテナ整合回路の動作を説明する。
【００１５】Body-effect 等によりアンテナのインピー
ダンスが変化すると、アンテナ整合回路１における反射
損失が増大し、反射波の電力が増大する。この反射波を
方向性結合器６で取り出し、検波ダイオードＤ1 に入力
する。ここで、検波ダイオードＤ1 の出力検波電圧は入
力反射波の電力によって変化する。この電圧を高周波ス
イッチングダイオードＤ2 に印加すると、高周波スイッ
チングダイオードＤ2 は短絡状態または開放状態にな
る。
ダンスが変化すると、アンテナ整合回路１における反射
損失が増大し、反射波の電力が増大する。この反射波を
方向性結合器６で取り出し、検波ダイオードＤ1 に入力
する。ここで、検波ダイオードＤ1 の出力検波電圧は入
力反射波の電力によって変化する。この電圧を高周波ス
イッチングダイオードＤ2 に印加すると、高周波スイッ
チングダイオードＤ2 は短絡状態または開放状態にな
る。
【００１６】すなわち、反射波の電力が低い場合には検
波ダイオードＤ1 の出力検波電圧も低く、高周波スイッ
チングダイオードＤ2 には低い電圧が印加されるので、
高周波スイッチングダイオードＤ2 は開放状態となる。
このとき、アンテナ整合回路１は、（Ｌ2 −Ｃ2 ）の並
列共振回路として動作する。これが、Body-effect 等に
よりアンテナのインピーダンスが変化して、反射波の電
力が増大すると、検波ダイオードＤ1 の出力検波電圧も
高くなる。したがって、高周波スイッチングダイオード
Ｄ2 にも高い電圧が印加されるので、高周波スイッチン
グダイオードＤ2 は短絡状態となる。このとき、アンテ
ナ整合回路１は、（Ｌ2 ＊Ｌ2D／（Ｌ2 ＋Ｌ2D）−
Ｃ2 ）の並列共振回路として動作する。すなわち、Ｌ2
とＬ2Dが並列接続になり、インダクタの値が変化する。
波ダイオードＤ1 の出力検波電圧も低く、高周波スイッ
チングダイオードＤ2 には低い電圧が印加されるので、
高周波スイッチングダイオードＤ2 は開放状態となる。
このとき、アンテナ整合回路１は、（Ｌ2 −Ｃ2 ）の並
列共振回路として動作する。これが、Body-effect 等に
よりアンテナのインピーダンスが変化して、反射波の電
力が増大すると、検波ダイオードＤ1 の出力検波電圧も
高くなる。したがって、高周波スイッチングダイオード
Ｄ2 にも高い電圧が印加されるので、高周波スイッチン
グダイオードＤ2 は短絡状態となる。このとき、アンテ
ナ整合回路１は、（Ｌ2 ＊Ｌ2D／（Ｌ2 ＋Ｌ2D）−
Ｃ2 ）の並列共振回路として動作する。すなわち、Ｌ2
とＬ2Dが並列接続になり、インダクタの値が変化する。
【００１７】このインダクタ値を人体接近時に最適なイ
ンピーダンスが得られるように設定しておけば、通常時
と人体接近時でそれぞれ最適なインピーダンスが得られ
ることとなる。このように、Body-effect やアンテナの
使用状態によりアンテナ１のインピーダンスが変化した
時に、それによって生じる反射波を取り出してアンテナ
整合回路にフィードバックを行い、整合回路の接続を切
り替えることでアンテナ整合回路の特性を変化させて反
射損失を補正する。このため、空中線共用器からアンテ
ナを見たインピーダンスは、Body-effect 等の影響があ
っても常に一定に保つことが可能である。したがって、
空中線共用器の送信帯域，受信帯域の通過域損失の増大
を防止することができる。
ンピーダンスが得られるように設定しておけば、通常時
と人体接近時でそれぞれ最適なインピーダンスが得られ
ることとなる。このように、Body-effect やアンテナの
使用状態によりアンテナ１のインピーダンスが変化した
時に、それによって生じる反射波を取り出してアンテナ
整合回路にフィードバックを行い、整合回路の接続を切
り替えることでアンテナ整合回路の特性を変化させて反
射損失を補正する。このため、空中線共用器からアンテ
ナを見たインピーダンスは、Body-effect 等の影響があ
っても常に一定に保つことが可能である。したがって、
空中線共用器の送信帯域，受信帯域の通過域損失の増大
を防止することができる。
【００１８】
【発明の効果】以上説明したように、本発明は、アンテ
ナのインピーダンスと無線機器の内部インピーダンスと
の整合を取るための整合回路を構成する複数の素子の接
続を、アンテナインピーダンスの変化に応じて切り替え
ることとしたので、簡単な回路構成で、アンテナのイン
ピーダンスの変化に応じて該アンテナのインピーダンス
と無線機器の内部インピーダンスとの整合を高精度で取
ることが可能であり、簡単な回路構成で実現できるの
で、コストを抑えることができる。
ナのインピーダンスと無線機器の内部インピーダンスと
の整合を取るための整合回路を構成する複数の素子の接
続を、アンテナインピーダンスの変化に応じて切り替え
ることとしたので、簡単な回路構成で、アンテナのイン
ピーダンスの変化に応じて該アンテナのインピーダンス
と無線機器の内部インピーダンスとの整合を高精度で取
ることが可能であり、簡単な回路構成で実現できるの
で、コストを抑えることができる。
【図１】本発明実施例のアンテナ整合回路の回路図であ
る。
る。
【図２】従来のアンテナ整合回路の回路図である。
【図３】従来のアンテナ整合回路の回路図である。
１ アンテナ整合回路 ２ アンテナ ６ 方向性結合器 Ｌ2 インダクタ Ｃ2 キャパシタ Ｌ2D 可変用インダクタ Ｄ2 高周波スイッチングダイオード Ｄ1 検波ダイオード
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 柴田 淳一 東京都港区虎ノ門１丁目７番12号 沖電気 工業株式会社内
Claims (1)
- 【請求項１】 アンテナのインピーダンスの変化を検出
し、この変化に応じてインピーダンス整合を行うアンテ
ナ整合回路において、 複数の素子から構成される整合手段と、 検出されたインピーダンスの変化に応じて、前記整合手
段の素子の接続を切り替えるスイッチング手段を備えた
ことを特徴とするアンテナ整合回路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29098994A JPH08148960A (ja) | 1994-11-25 | 1994-11-25 | アンテナ整合回路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29098994A JPH08148960A (ja) | 1994-11-25 | 1994-11-25 | アンテナ整合回路 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08148960A true JPH08148960A (ja) | 1996-06-07 |
Family
ID=17763028
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP29098994A Pending JPH08148960A (ja) | 1994-11-25 | 1994-11-25 | アンテナ整合回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08148960A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2366081A (en) * | 2000-08-09 | 2002-02-27 | Motorola Israel Ltd | Radiation-efficient portable radio antenna which adapts to conditions |
| EP1406345A1 (de) * | 2002-07-18 | 2004-04-07 | Siemens Aktiengesellschaft | PIFA-Antenne mit Zusatzinduktivität |
| US7088307B2 (en) * | 2003-05-02 | 2006-08-08 | Taiyo Yuden Co., Ltd. | Antenna matching circuit, mobile communication device including antenna matching circuit, and dielectric antenna including antenna matching circuit |
| US7277677B2 (en) | 2004-02-24 | 2007-10-02 | Fujitsu Limited | Control device for antenna matching circuit |
| JP2013220010A (ja) * | 2012-03-14 | 2013-10-24 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | 送電装置及び給電システム |
-
1994
- 1994-11-25 JP JP29098994A patent/JPH08148960A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2366081A (en) * | 2000-08-09 | 2002-02-27 | Motorola Israel Ltd | Radiation-efficient portable radio antenna which adapts to conditions |
| EP1406345A1 (de) * | 2002-07-18 | 2004-04-07 | Siemens Aktiengesellschaft | PIFA-Antenne mit Zusatzinduktivität |
| US7088307B2 (en) * | 2003-05-02 | 2006-08-08 | Taiyo Yuden Co., Ltd. | Antenna matching circuit, mobile communication device including antenna matching circuit, and dielectric antenna including antenna matching circuit |
| US7277677B2 (en) | 2004-02-24 | 2007-10-02 | Fujitsu Limited | Control device for antenna matching circuit |
| JP2013220010A (ja) * | 2012-03-14 | 2013-10-24 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | 送電装置及び給電システム |
| US9673867B2 (en) | 2012-03-14 | 2017-06-06 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Power transmission device and power feeding system |
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