JP3972820B2 - Antenna unit, broadcast receiving terminal device - Google Patents
Antenna unit, broadcast receiving terminal device Download PDFInfo
- Publication number
- JP3972820B2 JP3972820B2 JP2003012679A JP2003012679A JP3972820B2 JP 3972820 B2 JP3972820 B2 JP 3972820B2 JP 2003012679 A JP2003012679 A JP 2003012679A JP 2003012679 A JP2003012679 A JP 2003012679A JP 3972820 B2 JP3972820 B2 JP 3972820B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- matching
- antenna
- control signal
- planar antenna
- matching control
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Landscapes
- Support Of Aerials (AREA)
- Input Circuits Of Receivers And Coupling Of Receivers And Audio Equipment (AREA)
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えばテレビジョン放送を受信するのに好適なアンテナユニットと、そのようなアンテナユニットを備えた放送受信端末装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来から、携帯可能な大きさでテレビジョン放送波を受信することができる放送受信端末として、図14に示すようなTV放送受信端末100がある。そして、このようなTV放送受信端末100には、通常、VHF(Ultra High Frequency)帯及びUHF(Ultra High Freqency)帯のテレビジョン放送を受信するためのアンテナとして、図示するような棒状アンテナ101が取り付けられている。
【0003】
しかしながら、テレビジョン放送は、例えばUHF帯であれば、300MHzより高く3000MHzより低いUHF帯の周波数のうち、低い周波数帯域(470MHzより高く、770MHzより低い)を利用して行われているため、上記したような棒状アンテナ101の形状は長大になる。このため、従来のTV放送受信端末100では、図示するように、棒状アンテナ101が端末本体から突出することになる。
【0004】
また、従来から上記したようなTV放送受信端末などの移動体通信向けの小型アンテナとしては、例えばセラミック等の高誘電体材料に、三次元金属パターンを形成し、これに給電電流を励振させて電波を放射させるようにしたものがある(特許文献1)。
【0005】
【特許文献1】
特開2002−252516号公報
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記特許文献1に記載されているように、高誘電体材料を用いて小型アンテナを構成した場合は、アンテナとしての共振値が非常に高くなり、周波数帯域が非常に狭くなる。このため、例えばテレビジョン放送のように、利用周波数帯域が広い場合や、利用周波数帯域がVHF帯とUHF帯のように、複数の周波数帯域にまたがっている場合には、空洞を設けるなどして周波数帯域を広げたとしても利用できなかった。
【0007】
即ち、これまでは、テレビジョン放送などの利用周波数帯域が低く、しかも利用周波数帯域が広い電波を受信可能な小型のアンテナユニットが無かった。
このため、テレビジョン放送を受信可能な放送受信端末を構成する場合には、端末本体からアンテナ101が突出した形状となり、その携帯性が損なわれるという欠点があった。
【0008】
【課題を解決するための手段】
そこで、本発明は上記したような点を鑑みてなされたものであり、例えばテレビジョン放送のように利用周波数帯域が広い場合でも利用可能な小型サイズのアンテナユニット、及び放送受信端末装置を提供することを目的とする。
【0009】
上記目的を達成するため、本発明のアンテナユニットは、アンテナ素子と、入力される入力データに対応したマッチング制御信号を発生するマッチング制御信号発生手段と、マッチング制御信号発生手段から出力されるマッチング制御信号に基づいて、アンテナ素子の共振周波数を可変可能に構成されるマッチング回路とを備えている。
【0010】
また、本発明の放送受信端末装置は、アンテナ素子と、所望の受信チャンネルの放送波を選択して受信を行う可能な受信手段と、前記受信手段から受信チャンネル選択データが入力されると、記憶部にあらかじめ記憶されているデータから、前記受信チャンネル選択データに対応するデータの検索を行い、該検索データに基づいて前記受信チャンネル選択データに対応したマッチング制御信号を発生するマッチング制御信号発生手段と、マッチング用コイルと、可変容量ダイオードとの接続回路により形成されるマッチング回路とを備え、前記マッチング制御信号発生手段は、前記検索データに基づいて、前記受信チャンネル選択データが隣接するチャンネルでない場合は、前記マッチング用コイルのインダクタンス値を切り替えるための第1のマッチング制御信号と、前記可変容量ダイオードの容量値を制御するための第2のマッチング制御信号を生成して、それぞれ前記マッチング回路に出力し、前記第1のマッチング制御信号で前記マッチング用コイルのインダクタンスを制御し、前記第2のマッチング制御信号で前記可変容量ダイオードの容量値を可変させて前記アンテナ素子の共振周波数を可変制御するようする。
【0011】
本発明によれば、マッチング制御信号発生手段において、受信手段で選択された受信チャンネル選択データに対応したマッチング制御信号を発生させ、このマッチング制御信号により、マッチング回路において、アンテナ素子の共振周波数を受信チャンネルの受信周波数に対応するように可変することで、整合を図ることが可能になる。
【0012】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について説明する。
なお、本実施の形態ではUHF帯の周波数帯域の放送電波を受信する放送受信端末、アンテナユニット、及び平面アンテナを例に挙げて説明する。
【0013】
図1は、本発明の実施の形態とされるUHF帯のテレビジョン放送を受信可能な携帯端末の外観図である。
この図1に示す携帯端末1は、その上端部にアンテナユニット2を取り付け可能な構造になっており、アンテナユニット2を取り付けることで、例えばテレビジョン放送を受信して表示画面1aにテレビジョン画像を表示することができるようになっている。また、その選局操作は操作部1bにより行うことが可能とされる。
【0014】
アンテナユニット2には、少なくともテレビジョン放送であるVHF帯及び/又はUHF帯の放送電波を受信するためのアンテナ素子を平面アンテナ11により形成するようにしている。なお、アンテナユニット2については後述する。
【0015】
したがって、このような本実施の形態の携帯端末1においては、上記図14に示したような棒状アンテナを備えた放送受信端末に比べて、アンテナ部分が小さく、携帯性に優れたものとなっている。
【0016】
なお、図1ではアンテナユニット2が携帯端末1に着脱可能な構成を採っているため、携帯端末1の上部からアンテナユニット2の一部が露出しているが、アンテナユニット2を携帯端末1内に実装すれば、アンテナユニット2が外観から見えないように構成することも可能であり、アンテナユニット2により携帯端末1の外観が損なわれることがない。
【0017】
また、本実施の形態の携帯端末1に対してカード型メモリを着脱する着脱部が備えられているときは、そのカード型メモリ着脱部を利用してアンテナユニット2を取り付けることもできる。その場合にはアンテナユニット2の形状はカード型メモリと同一サイズとなる。
【0018】
図2は、上記したアンテナユニット外観構成を示した図である。
この図2においては、アンテナユニット2がプリント基板3上に形成されている。アンテナユニット2は、平面アンテナ11とコンデンサや抵抗、コイル、ICなどの各種電子部品4によって構成される。
なお、プリント基板3上には、後述する受信機15を構成する各種電子部品なども実装されている。
また、プリント基板3には各種電子部品4を接続して回路形成するための電極パターンと共に、平面アンテナ11を形成する電極パターンが形成されている。
なお、平面アンテナ11の電極パターンについては後で説明する。
【0019】
このような本実施の形態のアンテナユニット2においては、プリント基板3上に平面アンテナ11を形成することで、従来のように小型アンテナを形成するにあたって、プリント基板3を多層構造にして複雑な金属パターンを三次元的に形成する必要が無く、テレビジョン放送に利用可能な小型アンテナの製造コストを低減することができる。
また、この場合は、プリント基板3に直接、平面アンテナ11を形成したことで、アンテナユニット2に搭載すべきテレビジョン放送用アンテナを別途形成する場合に比べて、実装コストを低減することができるという利点もある。
【0020】
なお、アンテナユニット2に形成すべきテレビジョン放送用アンテナは、必ずしも平面アンテナである必要はなく、すなわち二次元的に形成する必要はなく三次元的に形成することも可能である。また、必ずしもテレビジョン放送用アンテナをプリント基板3に直接形成する必要もない。
【0021】
図3は、アンテナユニット2の電気的な構成を示したブロック図である。
この図3に示すようにアンテナユニット2は、平面アンテナ11とマッチング部12によって構成される。従って、平面アンテナ11は、マッチング部12を介して受信機15に接続される。
【0022】
マッチング部12は、マッチング回路13とマッチング制御信号発生回路14とから構成され、受信機15において選択される受信チャンネルの受信周波数帯域において、平面アンテナ11で効率よく電磁波(電波)が受信できるように、平面アンテナ11を含めてマッチング(整合)を行うようにされる。
【0023】
マッチング回路13は、マッチング制御信号発生回路14からのマッチング制御信号S2に基づいて、平面アンテナ11を含むアンテナのマッチングを行うようにされる。なお、マッチング回路13の回路構成については後述する。
マッチング制御信号発生回路14は、受信機15からの受信チャンネル選択信号S1に応じたマッチング制御信号S2を発生するようにされる。なお、マッチング制御信号発生回路14の構成についても後述する。
【0024】
受信機15は、アンテナユニット2を介して入力されるテレビジョン放送波から所望チャンネルを選択するチューナ、及び選択した放送波信号を復調する復調回路などを備えて構成される。このような受信機15は、アンテナユニット2と共に、上記図2に示したプリント基板3上に形成されている。もちろん受信機15は携帯端末1の本体側に形成することも可能である。
【0025】
そして、このような本実施の形態のアンテナユニット2においては、受信機15からの受信チャンネル選択信号S1に基づいて、平面アンテナ11のマッチング周波数を可変制御することで、平面アンテナ11の整合周波数帯域が狭帯域であっても、或いは利用周波数帯域から外れていても、平面アンテナ11の利用可能な周波数帯域の拡大を図るようにしている。
【0026】
図4は、マッチング制御信号発生回路14の構成例を示したブロック図である。
この図4に示すようにマッチング制御信号発生回路14は、制御部21、記憶部22及びDAコンバータ23,24によって構成される。
制御部21は、受信機15から受信チャンネル選択データS1が入力されると、記憶部22に予め記憶されているデータから、入力される受信チャンネル選択データS1に対応するデータの検索を行うようにする。
そして、検索データに基づいて、後述するマッチング回路13のバラクタダイオードDVの容量値を制御するためのマッチング制御データと、マッチング用コイルLのインダクタンス値を切り替えるための切替スイッチ16を制御するためのマッチング制御データを生成して、それぞれDAコンバータ(DAC)23,24に出力する。
【0027】
DAC23,24は、制御部21からのマッチング制御データをデジタル/アナログ変換してマッチング制御信号S2,S3としてマッチング回路13に出力する。
【0028】
このようにして、マッチング回路13のマッチング用コイルLのインダクタンス値の切り替えと、バラクタダイオードDVの容量値の可変制御を行うことで、平面アンテナ11の共振周波数を受信機15において選択された受信チャンネルの周波数帯域にインピーダンスをマッチングさせるようにしている。
なお、マッチング部12におけるマッチング動作は、必ずしも受信機15において受信が行われる周波数ごとに行う必要はなく、例えば隣接する複数のチャンネルにおいては同様の構成のマッチング回路13によりマッチング動作を行うようにしてもよい。
【0029】
図5は、上記したマッチング制御信号発生回路14の制御部21が実行する処理を示したフローチャートである。
この場合、制御部21は、先ず、ステップS101において、受信機15からの受信チャンネル選択信号S1が変更されたかどうかの判別を行い、変更されたと判別したときはステップS102に進む。
【0030】
ステップS102においては、記憶部22に格納されているデータから受信チャンネル選択データS1に対応するデータの検索を行い、続くステップS103において、検索データからマッチング制御データを生成して出力することで処理を終えることになる。
一方、ステップS101において、受信機15からの受信チャンネル選択信号S1が変更されていないと判別したときは、そのまま処理を終えることになる。
【0031】
図6は、上記したマッチング回路13の回路構成の一例を示した図である。
この図6に示すようにマッチング回路13は、平面アンテナ11と受信機15との間に、マッチング用コイルLと、可変容量ダイオードであるバラクタダイオードDVとを直列に接続した接続回路により形成される。
マッチング用コイルLは、インダクタンスの異なる2つのコイルLa,Lbによって構成され、切替スイッチ16により、何れか一方のコイルLaまたはLbを平面アンテナ11と受信機15との間に挿入するようにしている。なお、コンデンサC1,C2は直流カットコンデンサである。
【0032】
切替スイッチ16は、例えばRFスイッチからなり、マッチング制御信号発生回路14からのマッチング制御信号(スイッチ切替信号)S2によって切り替え制御が行われている。
【0033】
また、バラクタダイオードDVは、そのカソード側に対してマッチング制御信号発生回路14から調整抵抗R1及びチョークコイルL1を介して供給されるマッチング制御信号(コントロール電圧信号)S3によって容量値の制御が行われている。
【0034】
このようにマッチング回路13では、マッチング制御信号発生回路14からのマッチング制御信号S2により切替スイッチ16を切り替えることで、マッチング用コイルLとしてインダクタンス値の異なるコイルLa,Lbの何れか一方を選択すると共に、マッチング制御信号発生回路14からのマッチング制御信号S3により、バラクタダイオードDVの容量値を変化させるようにしている。
これにより、受信機15からの受信チャンネル選択信号S1に基づいて平面アンテナ11がマッチングする周波数帯域の切り替えを行うようにしいてる。
【0035】
なお、図6に示したマッチング回路13の回路構成は、あくまでも一例であり、マッチング回路13はマッチング制御信号発生回路14からのマッチング制御信号に基づいて、アンテナ素子の共振周波数を可変することができるような回路構成であれば、他の回路構成でも良いことは言うまでもない。
【0036】
図7は、本実施の形態のアンテナユニット2の特性を示した図である。
なお、この図7に示すアンテナユニット2の特性は、マッチング用コイルLのインダクタンス値として56nHと22nHを選定し、バラクタダイオードDVの容量値として、バラクタダイオードDVの可変容量範囲6pF〜20pFのうち、最小容量値(6pF)と最大容量値(20pF)を選定した時の利用周波数帯域におけるリターンロス特性を示したものである。
【0037】
この図7から本実施の形態のアンテナユニット2は、平面アンテナ11と受信機15との間に挿入するマッチング用コイルLのインダクタンス値と、バラクタダイオードDVの容量値を変化させることで、平面アンテナ11の整合周波数帯域を大きく変化させることができるのがわかる。
【0038】
例えばマッチング用コイルLのインダクタンス値を55nHにすると共に、バラクタダイオードDVの容量値を6pF〜20pFの範囲で可変することで平面アンテナ11の整合周波数帯域を周波数範囲A(430MHz〜550MHz)にすることができる。
また、マッチング用コイルLのインダクタンス値を22nHにして、バラクタダイオードDVの容量値を6pF〜20pFの範囲で可変すると、平面アンテナ11の整合周波数帯域を周波数範囲B(570MHz〜700MHz)にすることができる。
【0039】
つまり、本実施の形態のアンテナユニット2においては、マッチング用コイルLのインダクタンス値と、バラクタダイオードDVの容量値を可変することで、平面アンテナ11の整合周波数帯域を430MHz〜700MHzまで拡大することができることになる。
したがって、このような本実施の形態のアンテナユニット2をテレビジョン放送アンテナとすることで、UHF帯の広い周波数帯域において放送電波を受信することが可能になる。
【0040】
この結果、従来においては、テレビジョン放送を受信するためのアンテナを小型アンテナにより構成した場合は、利用周波数帯域が狭く、受信できる放送電波に限りがあった。
これに対して、本実施の形態のようなアンテナユニット2によりテレビジョン放送アンテナを構成すると、利用周波数帯域を広げることができるので、ほぼ全てのUHF帯の放送電波を受信することができるようになる。
従って、本実施の形態のアンテナユニット2をTV放送受信端末に使用すれば、上記図14に示したような棒状アンテナが不要になるため、TV放送受信端末の小型化を図ることができる。またその携帯性を向上させることができる。
【0041】
さらに、これまでは周波数帯域の広い小型アンテナを構成する場合には、図示していない後段のフィルタに帯域選択が要求されるので、アンテナが大きくなってしまうと欠点があったが、本実施の形態のように、平面アンテナ11自身の整合周波数帯域を切り替えるようにすると、後段のフィルタにおける帯域選択の負担を軽くすることができるので、アンテナ及びフィルタの大型化を防ぐことができる。
【0042】
さらにまた、従来の整合周波数帯域が広く、利用可能周波数帯域が広い小型アンテナにおいては、或る特定の周波数帯域において利得が極端に低下するなどの不具合が発生するため、利用周波数帯域における利得が不均一になるという欠点があったが、本実施の形態のように構成すると利用周波数帯域の利得の不均一化を防ぐことが可能になる。
【0043】
次に、上記したようなアンテナユニット2に設けられている平面アンテナ11について説明する。
図8は、本実施の形態としての平面アンテナの構造の一例を示した図である。
この図8に示す平面アンテナ11は、例えばプリント基板の内層電極を利用してミアンダ状の金属パターンとすることで、所定の長さの給電導体31が形成されている。そして、このような給電導体31の一端側に設けた給電部32により給電電流を励振させることで、電波を放射する放射素子を形成するようにしている。
【0044】
ここで、給電導体31をミアンダ状にしているのは、平面アンテナ11のテレビジョン放送アンテナとして利用できるように、その共振周波数を低く、しかもその形状をより小さくするためとされる。
なお、給電導体31は、必ずしもミアンダ状に限定されるものでなく、平面アンテナ11の共振周波数を所望の周波数帯域にできれば、ミアンダ状以外の形状、例えば螺旋形状などにすることも可能である。
【0045】
また、平面アンテナ11においては、給電導体31の上層に無給電導体33を配置するようにしている。このようにすると、無給電導体33を給電導体31と電磁結合させて放射素子からの電波の放射を促進することができる。
また、このように給電導体31の上層に無給電導体33を配置することで、この無給電導体33による波長短縮効果によって、平面アンテナ11の共振周波数を低くすることができる。
【0046】
さらに、本実施の形態の平面アンテナ11においては、給電導体31の上層に加えて、下層にも無給電導体34を配置して、給電導体31を電磁結合させることで、平面アンテナ11からの電波の放射をより促進すると共に、平面アンテナ11の共振周波数をより低くするようにしている。
【0047】
さらに、このようにして平面アンテナ11を形成すると、給電導体31を無給電導体33,34により囲んでいるため、例えば給電導体31が露出するような構造の二次元平面アンテナより、外的要因の影響を受けにくいという利点もある。
【0048】
また、平面アンテナ11においては、給電導体31と無給電導体33との間、及び給電導体31と無給電導体34の間に、それぞれ誘電体35を設けるようにしている。このように誘電体35を設けるようにしても波長短縮効果により平面アンテナ11の共振周波数をさらに低くすることができる。
【0049】
図9(a)は平面アンテナ11の給電導体31の長さによる共振周波数の変化特性を示した図である。
なお、給電導体31の長さ(Length)は、図9(b)に示されているように、ミアンダラインの短辺の長さa×(ミアンダライン繰り返し回数)+ミアンダラインの長辺の長さbにより求められるものである。
また、平面アンテナ11が形成されるプリント基板の基板厚を0.8mm、誘電体35を誘電率が4.8とされるプリント基板の材料であるガラスエポキシ樹脂とする。
【0050】
この図9(a)から、平面アンテナ11においては給電導体31の長さ(Length)が長くなるにしたがって共振周波数を低くできることがわかる。また、給電導体31の全長が利用周波数の約半波長となっていることがわかる。
【0051】
また、図10は平面アンテナ11の給電導体31の幅による共振周波数の変化特性を示した図である。なお、給電導体31の幅(Width)は、図10(b)に示すようにして求められるものである。
この図10(a)からミアンダライン状に形成された給電導体31の幅を大きくすること、平面アンテナ11の共振周波数を低くできることがわかる。
【0052】
図11は、平面アンテナの無給電導体のオフセットによる共振周波数の変化特性を示した図である。
なお、無給電導体33のオフセット(Edge)は、図11(b)に示されているような給電導体31と無給電導体33との間の距離により示されるものである。
この図11(a)から無給電導体33の形状を給電導体31より大きくすると平面アンテナの共振周波数を低くできることがわかる。
【0053】
図12は、平面アンテナの無給電導体による波長短縮効果特性を示した図である。
なお、この場合の無給電導体33,34の形状は、図12(b)のように示されるものとされる。
この図12(a)からわかるように、給電導体31の片面に無給電導体33を配置した場合は、無給電導体33を配置しない場合と比べて、平面アンテナ11の共振周波数を約40%低くすることができる。
さらに、給電導体31の両面に無給電導体33,34を配置した場合は、無給電導体33を配置しない場合と比べて、平面アンテナ11の共振周波数を約50%低くできることがわかる。
このことから、平面アンテナ11を構成する際には給電導体31の両側に無給電導体33,34を配置すると、平面アンテナ11の共振周波数を低くすることができ、それだけ平面アンテナ11の小型化を図ることが可能になる。
【0054】
図13は、平面アンテナの指向特性を示した図である。
なお、この図13に示されている平面アンテナは、プリント基板厚=0.8mm、誘電率=4.7、給電導体31の全長=355.6mm、幅=0.2mm、オフセット=1mm、「両面無給電導体あり」、の条件のもとで測定したものである。
この図13(a)に示す平面アンテナ11においては、給電部32の反対方向に電波が放射する指向性を有していることがわかる。
【0055】
したがって、このようにして平面アンテナ11を形成すれば、テレビジョン放送に利用可能な平面アンテナ11をプリント基板3上に形成することができるので、平面アンテナ11の製造コストの低減することができる。また、平面アンテナ11をアンテナユニット2に実装する必要もないので実装コストも不要になるという利点がある。
【0056】
なお、本実施の形態において説明したアンテナユニット2のプリント基板3に形成する平面アンテナ11の構造はあくまでも一例であり、本発明のアンテナユニット2に形成される平面アンテナは他の構造でも良いことはいうまでもない。
【0057】
また、本実施の形態においては、UHF帯の放送電波を受信するのに好適なアンテナユニット、及び平面アンテナを構成する場合を例に挙げて説明したが、これはあくまでも一例であり、同様の構成でVHF帯などの他の周波帯域の電波を受信するためのアンテナユニット、及び平面アンテナとすることも可能である。
さらに、本発明のアンテナユニット及び平面アンテナを送信用アンテナとして用いることも可能である。
【0058】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、マッチング制御信号発生手段において、受信手段で選択された受信チャンネル選択データに対応したマッチング制御信号を発生させ、このマッチング制御信号により、マッチング回路において、アンテナ素子の共振周波数を受信チャンネルの受信周波数に対応するように可変することが可能になる。つまり、利用周波数帯域を変化させることができるようになる。
このようにすることで、アンテナ素子の利用周波数が低く、しかも周波数帯域が広い場合でも、本発明のアンテナユニット小型の平面アンテナを合わせることによって構成することができる。
【0059】
したがって、本発明のアンテナユニットを用いて、例えばテレビジョン放送を受信可能に構成すれば、アンテナ形状の小型化を図ることが可能になり、携帯性に優れた放送受信端末装置を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態としての携帯端末の外観図である。
【図2】本実施の形態としてのアンテナユニットの外観図である。
【図3】アンテナユニットの構成を示したブロック図である。
【図4】マッチング制御信号発生回路の構成例を示したブロック図である。
【図5】マッチング制御信号発生回路が実行する処理動作を示したフローチャートである。
【図6】マッチング回路の構成例を示した図である。
【図7】アンテナユニットの特性を示した図である。
【図8】本実施の形態としての平面アンテナの構造を示した図である。
【図9】本実施の形態としての平面アンテナの給電導体の長さによる共振周波数の変化特性を示した図である。
【図10】本実施の形態としての平面アンテナの給電導体の幅による共振周波数の変化特性を示した図である。
【図11】本実施の形態としての平面アンテナの無給電導体のオフセットによる共振周波数の変化特性を示した図である。
【図12】本実施の形態としての平面アンテナの無給電導体による波長短縮効果特性を示した図である。
【図13】本実施の形態としての平面アンテナの指向特性を示した図である。
【図14】従来の放送受信端末の外観図である。
【符号の説明】
1 携帯端末、1a 表示画面、2 アンテナユニット、3 プリント基板、4 電子部品、11 平面アンテナ、12 マッチング部、13 マッチング回路、14 マッチング制御信号発生回路、15 受信機、16 切替スイッチ、21 制御部、22 記憶部、23 24 DAC、31 給電導体、32 給電部、33 34 無給電導体、35 誘電体、L マッチング用コイル、DVバラクタダイオード[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an antenna unit suitable for receiving, for example, a television broadcast, and a broadcast receiving terminal device including such an antenna unit.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, there is a TV broadcast receiving terminal 100 as shown in FIG. 14 as a broadcast receiving terminal capable of receiving a television broadcast wave in a portable size. Such a TV broadcast receiving terminal 100 usually has a rod-shaped antenna 101 as shown as an antenna for receiving television broadcasts in the VHF (Ultra High Frequency) band and the UHF (Ultra High Frequency) band. It is attached.
[0003]
However, for example, in the case of the UHF band, television broadcasting is performed using a lower frequency band (higher than 470 MHz and lower than 770 MHz) among the UHF band frequencies higher than 300 MHz and lower than 3000 MHz. The shape of the rod-shaped antenna 101 as described above becomes long. For this reason, in the conventional TV broadcast receiving terminal 100, the rod-shaped antenna 101 protrudes from the terminal body as shown in the figure.
[0004]
Conventionally, as a small antenna for mobile communication such as a TV broadcast receiving terminal as described above, a three-dimensional metal pattern is formed on a high dielectric material such as ceramic, and a feeding current is excited to this. There is one that emits radio waves (Patent Document 1).
[0005]
[Patent Document 1]
JP 2002-252516 A
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
However, as described in
[0007]
That is, until now, there has been no small antenna unit that can receive radio waves with a low frequency band for television broadcasting and the like and a wide frequency band.
For this reason, when configuring a broadcast receiving terminal capable of receiving a television broadcast, there is a drawback in that the antenna 101 protrudes from the terminal main body and the portability is impaired.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
Therefore, the present invention has been made in view of the above points, and provides a small-sized antenna unit and a broadcast receiving terminal device that can be used even when the use frequency band is wide, such as television broadcasting. For the purpose.
[0009]
In order to achieve the above object, an antenna unit of the present invention includes an antenna element, a matching control signal generating unit that generates a matching control signal corresponding to input data that is input, and a matching control output from the matching control signal generating unit. And a matching circuit configured to be able to vary the resonance frequency of the antenna element based on the signal.
[0010]
The broadcast receiving terminal device of the present invention stores an antenna element, receiving means capable of selecting and receiving a broadcast wave of a desired receiving channel, and receiving channel selection data inputted from the receiving means. A matching control signal generating means for searching for data corresponding to the reception channel selection data from data stored in advance in a unit and generating a matching control signal corresponding to the reception channel selection data based on the search data; A matching circuit formed by a connection circuit of a matching coil and a variable capacitance diode, and the matching control signal generating means is based on the search data when the received channel selection data is not an adjacent channel. , For switching the inductance value of the matching coil Of matching control signal And a second matching control for controlling the capacitance value of the variable capacitance diode signal Are output to the matching circuit, the inductance of the matching coil is controlled by the first matching control signal, and the capacitance value of the variable capacitance diode is varied by the second matching control signal. The resonance frequency of the antenna element is variably controlled.
[0011]
According to the present invention, the matching control signal generating means generates a matching control signal corresponding to the reception channel selection data selected by the receiving means, and the matching control signal receives the resonance frequency of the antenna element in the matching circuit. Matching can be achieved by changing the frequency to correspond to the reception frequency of the channel.
[0012]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described below.
In this embodiment, a broadcast receiving terminal, an antenna unit, and a planar antenna that receive broadcast waves in the UHF frequency band will be described as an example.
[0013]
FIG. 1 is an external view of a portable terminal capable of receiving a UHF band television broadcast according to an embodiment of the present invention.
The
[0014]
In the
[0015]
Therefore, in the
[0016]
In FIG. 1, the
[0017]
Moreover, when the attachment / detachment part which attaches / detaches a card-type memory with respect to the
[0018]
FIG. 2 is a diagram showing an external configuration of the antenna unit described above.
In FIG. 2, the
On the printed
In addition, an electrode pattern for forming the
The electrode pattern of the
[0019]
In such an
In this case, the
[0020]
Note that the television broadcasting antenna to be formed in the
[0021]
FIG. 3 is a block diagram showing an electrical configuration of the
As shown in FIG. 3, the
[0022]
The matching unit 12 includes a matching circuit 13 and a matching control
[0023]
The matching circuit 13 performs matching of the antenna including the
The matching control
[0024]
The
[0025]
In the
[0026]
FIG. 4 is a block diagram illustrating a configuration example of the matching control
As shown in FIG. 4, the matching control
When the reception channel selection data S1 is input from the
Based on the search data, matching control data for controlling the capacitance value of a varactor diode DV of the matching circuit 13 to be described later, and matching for controlling the changeover switch 16 for switching the inductance value of the matching coil L. Control data is generated and output to DA converters (DACs) 23 and 24, respectively.
[0027]
The
[0028]
In this way, by switching the inductance value of the matching coil L of the matching circuit 13 and variably controlling the capacitance value of the varactor diode DV, the resonant frequency of the
Note that the matching operation in the matching unit 12 is not necessarily performed for each frequency at which the
[0029]
FIG. 5 is a flowchart showing the processing executed by the
In this case, first, in step S101, the
[0030]
In step S102, data corresponding to the reception channel selection data S1 is searched from the data stored in the
On the other hand, when it is determined in step S101 that the reception channel selection signal S1 from the
[0031]
FIG. 6 is a diagram showing an example of the circuit configuration of the matching circuit 13 described above.
As shown in FIG. 6, the matching circuit 13 is formed by a connection circuit in which a matching coil L and a varactor diode DV which is a variable capacitance diode are connected in series between the
The matching coil L is composed of two coils La and Lb having different inductances, and one of the coils La or Lb is inserted between the
[0032]
The changeover switch 16 is composed of, for example, an RF switch, and the changeover control is performed by a matching control signal (switch changeover signal) S2 from the matching control
[0033]
Further, the capacitance value of the varactor diode DV is controlled by a matching control signal (control voltage signal) S3 supplied from the matching control
[0034]
As described above, in the matching circuit 13, the switching switch 16 is switched by the matching control signal S <b> 2 from the matching control
Thus, the frequency band to which the
[0035]
Note that the circuit configuration of the matching circuit 13 shown in FIG. 6 is merely an example, and the matching circuit 13 can vary the resonance frequency of the antenna element based on the matching control signal from the matching control
[0036]
FIG. 7 is a diagram showing the characteristics of the
The characteristics of the
[0037]
From FIG. 7, the
[0038]
For example, the inductance value of the matching coil L is set to 55 nH, and the capacitance value of the varactor diode DV is varied in the range of 6 pF to 20 pF, so that the matching frequency band of the
If the inductance value of the matching coil L is 22 nH and the capacitance value of the varactor diode DV is varied in the range of 6 pF to 20 pF, the matching frequency band of the
[0039]
That is, in the
Therefore, by using the
[0040]
As a result, conventionally, when an antenna for receiving a television broadcast is constituted by a small antenna, the usable frequency band is narrow and the broadcast radio waves that can be received are limited.
On the other hand, when the television broadcast antenna is configured by the
Therefore, if the
[0041]
Furthermore, until now, when configuring a small antenna with a wide frequency band, band selection is required for a subsequent filter (not shown). If the matching frequency band of the
[0042]
Furthermore, in a conventional small antenna having a wide matching frequency band and a wide usable frequency band, there is a problem such as an extremely low gain in a specific frequency band. Although there is a disadvantage that it becomes uniform, if it is configured as in the present embodiment, it becomes possible to prevent the gain of the used frequency band from becoming non-uniform.
[0043]
Next, the
FIG. 8 is a diagram showing an example of the structure of the planar antenna as the present embodiment.
The
[0044]
Here, the
The
[0045]
In the
In addition, by arranging the
[0046]
Furthermore, in the
[0047]
Further, when the
[0048]
In the
[0049]
FIG. 9A is a diagram illustrating a change characteristic of the resonance frequency depending on the length of the feeding
The length (Length) of the
Further, the substrate thickness of the printed board on which the
[0050]
From FIG. 9A, it can be seen that in the
[0051]
FIG. 10 is a diagram illustrating a change characteristic of the resonance frequency depending on the width of the feeding
It can be seen from FIG. 10A that the resonance frequency of the
[0052]
FIG. 11 is a diagram showing a change characteristic of the resonance frequency due to the offset of the parasitic conductor of the planar antenna.
The offset (Edge) of the
From FIG. 11A, it can be seen that the resonance frequency of the planar antenna can be lowered by making the shape of the
[0053]
FIG. 12 is a diagram showing the wavelength shortening effect characteristic by the parasitic conductor of the planar antenna.
In this case, the shape of the
As can be seen from FIG. 12A, when the
Furthermore, it can be seen that when the
Therefore, when the
[0054]
FIG. 13 is a diagram showing the directivity characteristics of the planar antenna.
The planar antenna shown in FIG. 13 has a printed circuit board thickness = 0.8 mm, a dielectric constant = 4.7, a total length of the feeding
It can be seen that the
[0055]
Therefore, if the
[0056]
The structure of the
[0057]
Further, in the present embodiment, the case where an antenna unit suitable for receiving broadcast waves in the UHF band and a planar antenna are described as examples. However, this is merely an example, and the same configuration is used. It is also possible to use an antenna unit for receiving radio waves in other frequency bands such as the VHF band and a planar antenna.
Furthermore, the antenna unit and the planar antenna of the present invention can be used as a transmitting antenna.
[0058]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, the matching control signal generating means generates the matching control signal corresponding to the reception channel selection data selected by the receiving means, and the matching control signal generates an antenna in the matching circuit. It becomes possible to vary the resonance frequency of the element so as to correspond to the reception frequency of the reception channel. That is, the use frequency band can be changed.
In this way, even when the frequency of use of the antenna element is low and the frequency band is wide, the antenna unit of the present invention can be configured by combining a small planar antenna.
[0059]
Therefore, if the antenna unit of the present invention is used to receive, for example, a television broadcast, the antenna shape can be reduced, and a broadcast receiving terminal device having excellent portability can be realized. it can.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an external view of a mobile terminal as an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is an external view of an antenna unit according to the present embodiment.
FIG. 3 is a block diagram showing a configuration of an antenna unit.
FIG. 4 is a block diagram showing a configuration example of a matching control signal generation circuit.
FIG. 5 is a flowchart showing processing operations executed by a matching control signal generation circuit.
FIG. 6 is a diagram illustrating a configuration example of a matching circuit.
FIG. 7 is a diagram illustrating characteristics of an antenna unit.
FIG. 8 is a diagram showing a structure of a planar antenna as the present embodiment.
FIG. 9 is a diagram illustrating a change characteristic of a resonance frequency depending on the length of a feeding conductor of a planar antenna according to the present embodiment.
FIG. 10 is a diagram illustrating a change characteristic of a resonance frequency depending on the width of a feeding conductor of a planar antenna according to the present embodiment.
FIG. 11 is a diagram showing a change characteristic of a resonance frequency due to an offset of a parasitic conductor of the planar antenna according to the present embodiment.
FIG. 12 is a diagram showing a wavelength shortening effect characteristic by a parasitic conductor of the planar antenna according to the present embodiment.
FIG. 13 is a diagram showing directivity characteristics of a planar antenna as the present embodiment.
FIG. 14 is an external view of a conventional broadcast receiving terminal.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF
Claims (2)
所望の受信チャンネルの放送波を選択して受信を行う可能な受信手段と、
前記受信手段から受信チャンネル選択データが入力されると、記憶部にあらかじめ記憶されているデータから、前記受信チャンネル選択データに対応するデータの検索を行い、該検索データに基づいて前記受信チャンネル選択データに対応したマッチング制御信号を発生するマッチング制御信号発生手段と、
マッチング用コイルと、可変容量ダイオードとの接続回路により形成されるマッチング回路とを備え、
前記マッチング制御信号発生手段は、前記検索データに基づいて、前記受信チャンネル選択データが隣接するチャンネルでない場合は、前記マッチング用コイルのインダクタンス値を切り替えるための第1のマッチング制御信号と、前記可変容量ダイオードの容量値を制御するための第2のマッチング制御信号を生成して、それぞれ前記マッチング回路に出力し、
前記第1のマッチング制御信号で前記マッチング用コイルのインダクタンスを制御し、前記第2のマッチング制御信号で前記可変容量ダイオードの容量値を可変させて前記アンテナ素子の共振周波数を可変制御するようにしたこと
を特徴とする放送受信端末装置。An antenna element;
A receiving means capable of selecting and receiving a broadcast wave of a desired reception channel;
When receiving channel selection data is input from the receiving means, data corresponding to the receiving channel selection data is searched from data stored in advance in a storage unit, and the receiving channel selection data is based on the search data. Matching control signal generating means for generating a matching control signal corresponding to
Including a matching coil and a matching circuit formed by a connection circuit of a variable capacitance diode;
The matching control signal generating means, based on the search data, when the reception channel selection data is not an adjacent channel, a first matching control signal for switching an inductance value of the matching coil, and the variable capacitance A second matching control signal for controlling the capacitance value of the diode is generated and output to each of the matching circuits;
The inductance of the matching coil is controlled by the first matching control signal, and the capacitance value of the variable capacitance diode is varied by the second matching control signal to variably control the resonance frequency of the antenna element. A broadcast receiving terminal device characterized by the above.
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2003012679A JP3972820B2 (en) | 2003-01-21 | 2003-01-21 | Antenna unit, broadcast receiving terminal device |
| KR1020040002853A KR20040067906A (en) | 2003-01-21 | 2004-01-15 | Flat antenna, antenna unit and broadcast reception terminal apparatus |
| US10/759,131 US7109945B2 (en) | 2003-01-21 | 2004-01-20 | Flat antenna, antenna unit and broadcast reception terminal apparatus |
| KR1020110026804A KR20110044182A (en) | 2003-01-21 | 2011-03-25 | Antenna unit and broadcast receiving terminal device |
| KR1020110026806A KR101122851B1 (en) | 2003-01-21 | 2011-03-25 | Broadcast reception terminal apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2003012679A JP3972820B2 (en) | 2003-01-21 | 2003-01-21 | Antenna unit, broadcast receiving terminal device |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2004228796A JP2004228796A (en) | 2004-08-12 |
| JP3972820B2 true JP3972820B2 (en) | 2007-09-05 |
Family
ID=32901214
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2003012679A Expired - Fee Related JP3972820B2 (en) | 2003-01-21 | 2003-01-21 | Antenna unit, broadcast receiving terminal device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3972820B2 (en) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2007029741A1 (en) * | 2005-09-09 | 2007-03-15 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Wireless unit antenna apparatus and mobile wireless unit |
| CN103518325B (en) * | 2011-05-09 | 2016-08-24 | 株式会社村田制作所 | Impedance matching switching circuit, antenna device, high frequency power amplifier and communication terminal device |
-
2003
- 2003-01-21 JP JP2003012679A patent/JP3972820B2/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2004228796A (en) | 2004-08-12 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR101122851B1 (en) | Broadcast reception terminal apparatus | |
| JP3427668B2 (en) | Antenna device | |
| JP4060746B2 (en) | Variable tuning antenna and portable radio using the same | |
| JP4089680B2 (en) | Antenna device | |
| US6204826B1 (en) | Flat dual frequency band antennas for wireless communicators | |
| JP4019639B2 (en) | Antenna device | |
| JP5051296B2 (en) | Antenna and wireless communication device | |
| CN113193336A (en) | Antenna assembly and radio frequency control method | |
| JP2002076750A (en) | Antenna device and radio equipment equipped with it | |
| CN101552373A (en) | Antenna device and communication device using same | |
| JP2012518300A (en) | Antenna configuration, printed circuit board, portable electronic device, and conversion kit | |
| EP1983605A1 (en) | Antenna device | |
| KR100848038B1 (en) | Multiband antenna | |
| JP2006319477A (en) | Composite antenna | |
| JP3829805B2 (en) | Planar antenna | |
| JP3972820B2 (en) | Antenna unit, broadcast receiving terminal device | |
| JPH1127025A (en) | Antenna device | |
| JP3644193B2 (en) | Antenna device | |
| JPH09307331A (en) | Matching circuit and antenna system using it | |
| JP4158704B2 (en) | Antenna device | |
| JP2008259039A (en) | Antenna device | |
| US7304615B2 (en) | Wideband receiving antenna device | |
| JP4240953B2 (en) | Chip antenna and wireless communication device | |
| JP2004343337A (en) | Antenna device, broadcast receiving device | |
| JP3904957B2 (en) | Dual-band antenna structure for mobile phones |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20060302 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20060314 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20060511 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20061010 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821 Effective date: 20061109 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20061211 |
|
| A911 | Transfer of reconsideration by examiner before appeal (zenchi) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A911 Effective date: 20061218 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20070320 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20070420 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20070522 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20070604 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100622 Year of fee payment: 3 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100622 Year of fee payment: 3 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110622 Year of fee payment: 4 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120622 Year of fee payment: 5 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120622 Year of fee payment: 5 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130622 Year of fee payment: 6 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |