阻抗匹配切换电路、天线装置及通信终端装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种天线装置(101)，包括与供电电路(30)相连接的阻抗匹配切换电路(14)、及辐射元件(11)。阻抗匹配切换电路(14)使第二高频电路元件即辐射元件(11)的阻抗与第一高频电路元件即供电电路(30)的阻抗进行匹配。阻抗匹配切换电路(14)包括变压器匹配电路(15)和串联有源电路(16)，利用变压器匹配电路(15)对阻抗的实部进行匹配，利用串联有源电路(16)对阻抗的虚部进行匹配。从而，在阻抗不同的高频电路或元件的连接部实现宽频带的阻抗匹配。

【技术实现步骤摘要】
本专利技术申请是国际申请号为PCT/JP2012/061593，国际申请日为2012年5月2日，进入中国国家阶段的申请号为201280022502.3，名称为“阻抗匹配切换电路、天线装置、高频功率放大装置及通信终端装置”的专利技术专利申请的分案申请。
本专利技术涉及在阻抗不同的高频电路或元件的连接部进行阻抗匹配的阻抗匹配切换电路、具备该阻抗匹配切换电路的天线装置、高频功率放大装置及通信终端装置。
技术介绍
近年来，以移动电话为首的通信终端装置被要求应对GSM(注册商标)(Global System for Mobile communications：全球移动通信系统)、DCS(Digital Communication System:数字通信系统)、PCS(Personal Communication Services:个人通信业务)、UMTS(Universal Mobile Telecommunications System：通用移动通信系统)等通信系统，甚至是GPS(Global Positioning System：全球定位系统)或无线局域网、蓝牙(注册商标)等通信系统。因此，这样的通信终端装置所用的天线装置被要求覆盖700MHz～2.7GHz范围的宽频带。而为了覆盖宽频带，天线装置通常采用使用有源元件来改变阻抗匹配电路特性的结构。例如专利文献1所示，在天线元件的供电端连接包含有可变电容元件的频率切换电路(频率切换型匹配电路)而构成的天线装置已为公众所知。现有技术文献专利文献专利文献1：日本专利特开2008－35065号公报专利文献2：日本专利特开平6－53770号公报
技术实现思路
专利技术所要解决的技术问题然而，尤其是通信终端装置所用的小型天线元件的阻抗频率特性非常大，从而成为问题所在。这里，在图1(A)中示出具有使用了有源元件的阻抗匹配电路的天线装置的例子。图2(A)中示出在1300MHz附近进行谐振的小型单极型天线的阻抗的例子。该天线的阻抗的实部R为：900MHz附近：R＝6Ω；1300MHz附近：R＝18Ω；1900MHz附近：R＝25Ω。单极型天线在理想状态下的阻抗为23Ω，但辐射元件的电长度相对于高频无线信号的波长越短，即天线越小型，则阻抗越低。因此，天线的阻抗的实部会随着该辐射元件所发送和接收的高频无线信号的波长而发生非常大的变化。图2(B)中示出了该小型天线的回波损耗(S11)特性。图2(B)中，AO表示在没有插入图1(A)的串联有源电路的状态下的特性，AL表示所述串联有源电路选择了13nH的电感元件的状态下的特性，AC表示所述串联有源电路选择了0.65pF的电容元件的状态下的特性。这样，如果在串联有源电路部分插入串联的电感，则谐振频率会向低频带频移，如果插入串联的电容，则谐振频率会向高频带频移。但是，如图2(B)所示，即使单单以串联方式安装电抗元件来使电感的虚部jx为零，天线阻抗的实部R的值也会随着频率而发生大的变化，因此，阻抗匹配的程度(回波损耗的深度)会随着频率而不同。因此，仅仅用串联有源电路无法获得理想的阻抗匹配，从而，需要像专利文献2所示的那样，并联地连接电感和电容来进行匹配。但是，并联安装的电抗值在不同频率下的最佳值并不相同，因此，该并联连接的电路也需要是图1(B)所示的有源电路。从而会产生以下问题。(1)由于包含有源元件的匹配电路变复杂，导致成本增加。(2)构成包含有源元件的匹配电路的元件数量变多，导致整体尺寸变大。(3)有源元件并联地安装，会对该有源元件施加大功率，因此容易发生失真。其结果将导致通信特性显著地变差。上述问题不仅存在于对供电电路与天线进行匹配的电路，对阻抗互不相同的两个高频电路进行阻抗匹配的电路中一般也存在。本专利技术是鉴于上述情况而完成的，其目的在于提供一种在阻抗不同的高频电路或元件的连接部实现宽频带的阻抗匹配的阻抗匹配切换电路、具备该阻抗匹配切换电路的天线装置、高频功率放大装置及通信终端装置。解决技术问题所采用的技术方案本专利技术的阻抗匹配切换电路连接在第一高频电路元件和第二高频电路元件之间，其特征在于，包括：变压器匹配电路，该变压器匹配电路具有第一电路和第二电路，其中，所述第一电路包含第一电感元件，所述第二电路包含与所述第一电感元件进行变压器耦合的第二电感元件；以及串联有源电路，该串联有源电路与所述变压器匹配电路串联连接，从多个电抗值中选择所希望的电抗值，通过所述第一电感元件与所述第二电感元件之间的变压器耦合而得到的所述变压器匹配电路的阻抗变换比的频率特性是具有与所述第二高频电路元件的阻抗频率特性相反趋势的特性。这里，“第一高频电路元件”是指构成高频电路或一部分高频电路的电路元件。同样，“第二高频电路元件”是指构成高频电路或一部分高频电路的电路元件。本专利技术的天线装置包括辐射元件、以及与该辐射元件相连接的阻抗匹配切换电路，且所述天线装置与供电电路相连接，其特征在于，所述阻抗匹配切换电路包括：变压器匹配电路，该变压器匹配电路具有第一电路和第二电路，其中，所述第一电路包含第一电感元件，所述第二电路包含与所述第一电感元件进行变压器耦合的第二电感元件；以及串联有源电路，该串联有源电路串联连接在所述变压器匹配电路与所述辐射元件之间，包含多个电抗元件和切换选择这些电抗元件的开关，通过所述变压器耦合而得到的所述变压器匹配电路的阻抗变换比的频率特性是具有与所述辐射元件的阻抗频率特性相反趋势的特性。本专利技术的高频功率放大装置包括高频功率放大器、以及与所述高频功率放大器相连接的阻抗匹配切换电路，其特征在于，所述阻抗匹配切换电路包括：变压器匹配电路，该变压器匹配电路具有第一电路和第二电路，其中，所述第一电路包含第一电感元件，所述第二电路包含与所述第一电感元件进行变压器耦合的第二电感元件；以及串联有源电路，该串联有源电路串联连接在所述变压器匹配电路与所述高频功率放大器之间，包含多个电抗元件和切换选择这些电抗元件的开关，通过所述变压器耦合而得到的所述变压器匹配电路的阻抗变换比的频率特性是具有与所述高频功率放大器的阻抗频率特性相反趋势的特性。本专利技术的通信终端装置将辐射元件、以及插入到所述辐射元件与供电电路之间的阻抗匹配切换电路配置在壳体中，其特征在于，所述阻抗匹配切换电路包括：变压器匹配电路，该变压器匹配电路具有第一电路和第二电路，其中，所述第一电路包含第一电感元件，所述第二电路包含与所述第一电感元件进行变压器耦合的第二电感元件；以及串联有源电路，该串联有源电路串联连接在所述变压器匹配电路与所述辐射元件之间，包含多个电抗元件和切换选择这些电抗元件的开关，通过所述变压器耦合而得到的所述变压器匹配电路的阻抗变换比的频率特性是具有与所述辐射元件的阻抗频率特性相反趋势的特性。专利技术效果根据本专利技术，不会使电路结构变复杂，尤其是无需设置并联有源电路，就能在阻抗不同的高频电路或元件的连接部实现宽频带的阻抗匹配。附图说明图1(A)是具备使用了有源元件的阻抗匹配电路的天线装置的电路图，图1(B)是具有串联有源电路及并联有源电路的现有天线装置的电路图。图2(A)是表示在1300MHz附近谐振的小型天线的阻抗的频率特性的示例图，图2(B)是表示图1(A)所示的天线装置的回波损耗(S11)特性的图。图3是实本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种阻抗匹配切换电路，连接在第一高频电路元件和第二高频电路元件之间，其特征在于，包括：变压器匹配电路，该变压器匹配电路具有第一电路和第二电路，其中，所述第一电路包含第一电感元件，所述第二电路包含与所述第一电感元件进行变压器耦合的第二电感元件；以及串联有源电路，该串联有源电路与所述变压器匹配电路串联连接，构成为从多个电抗值中选择所希望的电抗值，所述第一电路的第一端与所述第一高频电路元件相连接，所述第一电路的第二端与所述串联有源电路相连接，所述第二电路的第一端接地，所述第二电路的第二端与所述串联有源电路相连接，由所述第一电感元件和所述第二电感元件来构成自耦变压器。

【技术特征摘要】
2011.05.09 JP 2011-1039681.一种阻抗匹配切换电路，连接在第一高频电路元件和第二高频电路元件之间，其特征在于，包括：变压器匹配电路，该变压器匹配电路具有第一电路和第二电路，其中，所述第一电路包含第一电感元件，所述第二电路包含与所述第一电感元件进行变压器耦合的第二电感元件；以及串联有源电路，该串联有源电路与所述变压器匹配电路串联连接，构成为从多个电抗值中选择所希望的电抗值，所述第一电路的第一端与所述第一高频电路元件相连接，所述第一电路的第二端与所述串联有源电路相连接，所述第二电路的第一端接地，所述第二电路的第二端与所述串联有源电路相连接，由所述第一电感元件和所述第二电感元件来构成自耦变压器。2.如权利要求1所述的阻抗匹配切换电路，其特征在于，所述第二电路具有与所述第二电感元件并联连接的、一定电容值的电容元件。3.如权利要求1或2所述的阻抗匹配切换电路，其特征在于，所述串联有源电路为可变电容元件。4.如权利要求1至3中的任一项所述的阻抗匹配切换电路，其特征在于，所述第一高频电路元件的连接部和所述第二高频电路元件的连接部都不需要并联有源电路。5.一种天线装置，包括辐射元件、以及与该辐射元件相连接的阻抗匹配切换电路，且所述天线装置与供电电路相连接，其特征在于，所述阻抗匹配切换电路包括：变压器匹配电路，该变压器匹配电路具有第一电路和第二电路，其中，所述第一电路包含第一电感元件，所述第二电路包含与所述第一电感元件进行变压器耦合的第二电感元件；以及串联有源电路，该串联有源电路串联连接在所述变压器匹配电路与所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：石塚健一，植木纪行，加藤登，白木浩司，
申请(专利权)人：株式会社村田制作所，
类型：发明
国别省市：日本;JP