專利名稱：雙頻匹配電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及雙頻匹配電路，其被插入裝載于便攜式終端的天線與高頻電路之間，且在期望的2個頻帶下在上述天線與上述高頻電路之 間進行阻抗匹配。
背景技術(shù)：
現(xiàn)今，移動電話服務(wù)正在急劇普及，為了響應(yīng)對于更高的移動性 的實現(xiàn)和更靈活的通信服務(wù)的強烈要求，便攜式終端的小型化、和在 一個便攜式終端能夠進行在不同的利用頻帶下運用的多個通信系統(tǒng)的 使用(多頻帶化)這2點同時成立成為開發(fā)便攜式終端時的一個技術(shù) 目標。作為電波的輸入輸出接口必不可少的器件，即天線，也繼承該 目標，期望能夠開發(fā)小型且能夠在多個頻帶下動作的所謂的多頻帶天 線。在實際的便攜式終端的開發(fā)中，因為僅通過天線的優(yōu)化極難在期 望的多個頻帶下實現(xiàn)良好的天線特性，所以多通過在天線與高頻電路 之間插入適當?shù)钠ヅ潆娐范鴮崿F(xiàn)最終的頻率調(diào)整、和與高頻電路的良 好的阻抗匹配?，F(xiàn)在，各種移動電話服務(wù)的利用頻帶存在于800 900MHz帶和1.5 2GHz帶這2個頻帶，為了實現(xiàn)便攜式終端的多頻 帶化，天線必須在這2個頻帶下進行動作。但是，因為兩頻帶很大程 度地遠離，所以利用通常的單頻匹配電路難以實現(xiàn)兩頻帶下的自由的 匹配調(diào)整，因此，為了實現(xiàn)上述目標，優(yōu)選應(yīng)用能夠在各個頻帶獨立 地進行匹配的雙頻匹配電路?；谏鲜霰尘?，作為一直應(yīng)用至今的現(xiàn)有的雙頻匹配電路，存在 使用階梯電路的方式，其中，該階梯電路使用多個單頻匹配電路和多 個諧振電路而構(gòu)成(例如，參照專利文獻1和專利文獻2)。圖11是表 示上述專利文獻1中記載的現(xiàn)有的雙頻匹配電路的電路結(jié)構(gòu)的電路框 圖。已知，負載101在上述的狀況下相當于天線。而且，負載101通過由 第一匹配電路103、第二匹配電路104、和第三匹配電路105構(gòu)成的現(xiàn) 有的雙頻匹配電路108與電源107連接。其中，如圖中的塊圖所示， 各匹配電路103、 104、 105是由電感器和電容器構(gòu)成的并聯(lián)諧振電路 或串聯(lián)諧振電路。圖11中記載的現(xiàn)有的雙頻匹配電路108在期望的2個頻帶下，以 使輸出端子102處的負載101的阻抗與輸入端子106處的電源107的 阻抗值相等的方式，作為阻抗變換器(Impedance Transformer)進行動 作。從而，在該2個頻帶下，從電源107供給的電力不會受到反射衰 減的影響，能夠高效率地被供向負載IOI。但是，在將各匹配電路103、 104、 105看作一個電路塊的情況下， 圖11記載的現(xiàn)有的雙頻匹配電路108，如圖13 (表示在現(xiàn)有的雙頻匹 配電路中使用的階梯電路的電路結(jié)構(gòu)的電路框圖)所示，成為使圖12 (表示在非專利文獻1中記載的2種基礎(chǔ)的單頻匹配電路的電路結(jié)構(gòu) 的電路框圖)所示的基本的2種單頻匹配電路121a、 121b (例如，參 照非專利文獻1)階梯狀耦合的電路結(jié)構(gòu)(階梯電路131)。其中，階 梯電路131是在各種濾波器中常用的電路結(jié)構(gòu)。現(xiàn)有的雙頻匹配電路108的作用與在期望的雙頻帶下從輸入端子 106向負載IOI無反射衰減地傳送高頻信號的情況等價，因此，通過應(yīng) 用圖13所示的階梯電路131，雙頻匹配電路的設(shè)計與期望的雙頻帶為 通過帶的帶通濾波器的設(shè)計為相同意義。從而，上述現(xiàn)有的結(jié)構(gòu)具有 下述優(yōu)點在進行現(xiàn)有的雙頻匹配電路108的設(shè)計時，能夠有效地應(yīng) 用現(xiàn)有的濾波器設(shè)計法，能夠不依賴于負載101的阻抗的頻率特性地 且比較自由地在期望的雙頻帶下與輸入端子106取得匹配。專利文獻l:日本特開2004-242269號公報(第18頁、圖l) 專利文獻2:日本特開2006-325153號公報(第14頁、圖l) 非專利文獻l: Robert E. Collin著，-An IEEE press classic reissue — Foundations for microwave engineering (second edition, IEEE press series on electromagnetic wave theory), A John Wiley & Sons, Inc., publication, ISBN 0-7803-6031-1 (323頁，F(xiàn)igure 5. 17)5但是，在上述現(xiàn)有的結(jié)構(gòu)中具有以下2個問題。第一個問題是難以降低在雙頻匹配電路中產(chǎn)生的損失。為了提高 移動電話服務(wù)的品質(zhì)，需要提高便攜式終端的接收發(fā)送品質(zhì)。因為主 要通過減少在天線與高頻電路間產(chǎn)生的電力損失以實現(xiàn)接收發(fā)送品質(zhì) 的提高，所以優(yōu)選盡可能地減少插入其中的雙頻匹配電路的損失。上 述現(xiàn)有的結(jié)構(gòu)作為構(gòu)成要素需要非常多的元件(電感器、電容器)，且 必須使用多個諧振電路，因此在降低損失方面存在問題。第二個問題是難以實現(xiàn)相對于負載101的阻抗變動的匹配特性的 穩(wěn)定性。通常，便攜式終端在使用時，手、頭部接近天線，因此天線 的阻抗的頻率特性根據(jù)使用狀況而變動。從而，為了確保穩(wěn)定的接收 發(fā)送品質(zhì)，必須確保相對于天線的阻抗變動的匹配特性的穩(wěn)定性。但 是，上述現(xiàn)有的結(jié)構(gòu)較多地使用電特性(2端子S參數(shù))的頻率變動急 劇的諧振電路，因此相對于負載101的阻抗變動，其匹配特性容易受 到影響。進一步，因為在階梯電路131中，各單頻匹配電路(參照圖 12) 121a、 121b的每一個均進行阻抗變換，所以階梯電路自身相對于 負載101的阻抗變動變得敏感。從以上的觀點出發(fā)，上述現(xiàn)有的結(jié)構(gòu) 在穩(wěn)定性方面也存在問題。本發(fā)明是為了解決上述現(xiàn)有的問題而提出的，其目的在于提供一 種低損失且相對于負載的阻抗變動穩(wěn)定的雙頻匹配電路。本發(fā)明的雙頻匹配電路包括從具有50Q的阻抗的高頻電路接收 具有0.88GHz的頻率的第一高頻信號和具有1.86GHz的頻率的第二高 頻信號的第一和第二輸入端子；與天線連接的第一和第二輸出端子；和連接在上述輸入端子與上述輸出端子之間的電路元件組，上述電路 元件組具有第一、第二、第三和第四元件，上述第一元件和上述第四元件在上述第一輸入端子與上述第二輸入端子之間串聯(lián)連接，并且， 上述第二輸入端子與上述第二輸出端子短路，上述第二元件連接在上 述第一輸入端子與上述第一輸出端子之間，上述第三元件連接在上述 第一元件與上述第四元件之間的連接節(jié)點與上述第一輸出端子之間， 上述電路元件組由以下4組中的任意一組構(gòu)成第一組6第一元件具有5.168nH的電感的電感器； 第二元件具有3.633nH的電感的電感器；第三元件具有1.779pF的電容的電容器；第四元件具有1.207pF的電容的電容器，第二組第一元件具有1.951nH的電感的電感器； 第二元件具有7.335pF的電容的電容器；第三元件具有14.190pF的電容的電容器；第四元件具有15.834nH的電感的電感器，第三組第一元件具有15.059nH的電感的電感器；第二元件具有1.286pF的電容的電容器；第三元件具有12.071nH的電感的電感器； 第四元件具有5.602pF的電容的電容器，第四組第一元件具有4.355nH的電感的電感器；第二元件具有1.005pF的電容的電容器；第三元件具有6.195nH的電感的電感器； 第四元件具有5.308pF的電容的電容器。在優(yōu)選實施方式中，上述天線的阻抗在0.88GHz的頻率下是32.9 —13.2i (i是虛數(shù)單位)Q，在1.86GHz的頻率下是90.6+20.9i (i是虛數(shù)單位)Q。在優(yōu)選實施方式中，上述天線是裝載在便攜式終端上的反F天線。 根據(jù)本發(fā)明的雙頻匹配電路，能夠改善上述2個技術(shù)問題(低損 失化和匹配特性的高穩(wěn)定化)。


圖1是表示本發(fā)明的實施方式1的雙頻匹配電路的電路結(jié)構(gòu)的電 路框圖。圖2是用于說明本發(fā)明的實施方式1的雙頻匹配電路的元件常數(shù) 的決定方法的符號等的規(guī)則圖。圖3 (a)是表示將構(gòu)成本發(fā)明的實施方式1的雙頻匹配電路的作 為電感器的一個構(gòu)成元件展開成由多個電感器構(gòu)成的電路的方法的電 路圖，圖3 (b)是表示將構(gòu)成本發(fā)明的實施方式1的雙頻匹配電路的 作為電容器的一個構(gòu)成元件展開成由多個電容器構(gòu)成的電路的方法的 電路圖。圖4 (a)是表示本發(fā)明的實施方式1的實施例中的裝載有天線的 便攜式終端的分析模型的尺寸的立體圖(表示分析模型的整體尺寸的 立體圖)，圖4 (b)是表示本發(fā)明的實施方式1的實施例中的裝載有天 線的便攜式終端的分析模型的尺寸的立體圖(表示天線部的詳細尺寸 的立體圖)。圖5 (a)是表示本發(fā)明的實施方式1的實施例中的、圖4所示的 分析模型的具有阻抗50Q的輸出端子3處的高頻特性的頻率依賴性的 特性圖(反射駐波比的頻率特性圖)，圖5 (b)是表示本發(fā)明的實施方 式1的實施例中的、圖4所示的分析模型的具有阻抗50Q的輸出端子 3處的高頻特性的頻率依賴性的特性圖(1端子S參數(shù)的史密斯圓圖 (Smith Chart))。圖6是表示本發(fā)明的實施方式1的實施例中的相對于圖4所示的 分析模型而設(shè)計的本發(fā)明的雙頻匹配電路的元件常數(shù)表的圖。圖7是表示本發(fā)明的實施方式1的實施例中的插入圖4的分析模 型的模型化的手的尺寸與其插入位置的立體圖。圖8是表示本發(fā)明的實施方式1的實施例中的、圖6中設(shè)計的本 發(fā)明的雙頻匹配電路在手接近時的匹配頻帶的變化率的特性表的圖。圖9 (a)是使用現(xiàn)有技術(shù)構(gòu)成的雙頻匹配電路的框圖(以圖11 (a) 所示的非專利文獻1記載的單頻匹配電路為基礎(chǔ)而獲得的雙頻匹配電 路的框圖)，圖9 (b)是使用現(xiàn)有技術(shù)構(gòu)成的雙頻匹配電路的框圖(以 圖11 (b)所示的非專利文獻1記載的單頻匹配電路為基礎(chǔ)而獲得的雙 頻匹配電路的框圖)。圖10 (a)是表示特性表的圖，該特性表表示使用現(xiàn)有技術(shù)構(gòu)成的 雙頻匹配電路的元件結(jié)構(gòu)、元件常數(shù)、和手接近時的匹配頻帶的頻帶 變化率(對圖9 (a)所示的電路框圖進行計算得出的特性表)，圖10 (b)是表示特性表的圖，該特性表表示使用現(xiàn)有技術(shù)構(gòu)成的雙頻匹配電路的元件結(jié)構(gòu)、元件常數(shù)、和手接近時的匹配頻帶的頻帶變化率(對 圖9 (b)所示的電路框圖進行計算得出的特性表)。圖11是表示現(xiàn)有的雙頻匹配電路的電路結(jié)構(gòu)的電路框圖。圖12是表示非專利文獻1記載的2種基礎(chǔ)的單頻匹配電路的電路 結(jié)構(gòu)的電路框圖。圖13是表示在現(xiàn)有的雙頻匹配電路中使用的階梯電路的電路結(jié)構(gòu) 的電路框圖。符號的說明1本發(fā)明的雙頻匹配電路2輸入端子3輸出端子4a、 4b、 4c、 4d 元件5負載6天線7便攜式終端箱體 8模型化的手 101 負載 102輸出端子 103第一匹配電路 104第二匹配電路 105第三匹配電路 106輸入端子 107 電源108現(xiàn)有的雙頻匹配電路 121a、 121b單頻匹配電路 131階梯電路 f頻率Zr (f) 負載5的阻抗的實部 Zi (f) 負載5的阻抗的虛部 Z0與輸入端子2連接的高頻電路的阻抗 Lj aj (f) (j=l， 2， 3， 4)是電感器時的電感值 Cj aj (f) (j=l， 2， 3， 4)是電容器時的電容值 A (f)、 B (f)、 C (f)、 D (f) 以從(式2)上方數(shù)起的3 6式 定義的函數(shù)fl、 f2 2個匹配頻率a、 p、 a、 b構(gòu)成圖9所示的使用現(xiàn)有技術(shù)構(gòu)成的雙頻匹配電路 的集中常數(shù)元件的阻抗值的實部。
具體實施方式
以下，參照附圖對本發(fā)明的實施方式進行說明。 (實施方式)圖1是表示本發(fā)明的實施方式的雙頻匹配電路的電路結(jié)構(gòu)的電路框圖。如圖1所示，本實施方式的雙頻匹配電路1包括下述端子由 第一輸入端子2a和第二輸入端子2b構(gòu)成的輸入端子2;和由第一輸出 端子3a和第二輸出端子3b構(gòu)成的輸出端子3。在輸入端子2上連接有 高頻電路(未圖示)，在輸出端子3上連接有負載5。本實施方式的雙頻匹配電路1由4個元件4a、 4b、 4c、 4d構(gòu)成。 元件4a、 4b、 4c、 4d分別為集中常數(shù)元件，分別是電感器或電容器中 的任意一種。而且，元件4a、 4b、 4c、 4d是電感器或電容器的選擇、 以及各自的元件常數(shù)的具體的值，根據(jù)在希望實現(xiàn)匹配的雙頻帶下預 先求得的負載5的阻抗值、和與輸入端子2連接的高頻電路的阻抗值 而唯一地被決定(在后面說明它們的決定方法)。輸入端子2、元件4a、 4b、 4c、 4d、和負載5的連接方式是與應(yīng) 用于電子計算器、數(shù)字時鐘等的數(shù)字顯示的"7段顯示"同樣的構(gòu)造。 即，在7段顯示的橫方向上延伸的3段中的位于最上部和最下部的段 相當于輸入端子2，如果將負載5分配給縱方向的4段中的任意一段， 則剩余的縱方向的3段和橫方向的1段的合計的4段相當于元件4a、 4b、 4c、 4d。10接著，對元件4a、 4b、 4c、 4d的具體的元件常數(shù)值的決定方法進 行說明。因為元件4a、 4b、 4c、 4d是電感器或電容器中的任意一種， 所以各元件的阻抗是純虛數(shù)。于是，為了以下的說明，如圖2所示， 對各元件的阻抗標注符號。圖2是用于說明本實施方式中的雙頻匹配電路的元件常數(shù)的決定 方法的符號等的規(guī)則圖。在圖2中，小寫字母"i"表示虛數(shù)單位。即， i= (一l) a (1/2)。與輸入端子2連接的高頻電路的阻抗值Z0是實數(shù) 值，通常為50Q。此外，負載5的阻抗一般是具有頻率依賴性的復數(shù) 量，其由實部Zr (f)和虛部Zi (f) (f是頻率)這2個實數(shù)量表示。如上所述，各元件的阻抗分別由實數(shù)量aj (f) (j=l， 2， 3， 4)表 示。而且，aj (f) (j=l， 2， 3， 4)與各元件是電感器和電容器中的哪 一種相對應(yīng)地，如以下的(數(shù)學式l)所示被設(shè)定。[數(shù)學式1]<formula>formula see original document page 11</formula>
此處，(數(shù)l)中的Lj、 Cj相當于第j個元件的元件常數(shù)，即，分 別相當于電感值、電容值。目前，它們的具體的值還未被決定，是未 知常數(shù)。具體的Lj、 Cj的值通過使在希望實現(xiàn)阻抗匹配的雙頻fl、 G 下獲得的以下4個方程式(數(shù)學式2)聯(lián)立并求解而求取。[數(shù)學式2]」(A)-z0c(/j = o —5(厶)-Z。D(A):0， (k=1， 2)j(/) = Z"/)("2(/)(A(/) + 4(/))+ A (/X"3 (/) + "4 (/)) + "3 (/)"4 (/) } ^(/) = "2 (/) (/X"3 (/) + "4 (/》+ "3 (/)"4 (/) }' + A (/X"3 (/) + "4 (/)) + 3 (/>4 (/) }C(/) = (/) + 2 (/))("3 (/) + 4 (/》+ "3 (/) 4 (/)D(/) = — & (/) + "2 (/) + "3 (/))(式2)的解法如下所述。首先，對元件4a、 4b、 4c、 4d的各個 適當?shù)胤峙潆娙萜骰螂姼衅鳌＿@樣，根據(jù)(數(shù)學式1)， aj (f) (j=l， 2， 3， 4)成為包含未確定的4個元件常數(shù)(Lj或Cj)的與頻率f相關(guān)的 函數(shù)。接著，將頻率特性已知的負載5的阻抗(Zr (f)和Zi (f))和與 輸入端子2連接的高頻電路的阻抗值(ZO)、以及在(數(shù)學式l)中具 體的函數(shù)形式已決定的aj (f) (j=l， 2， 3， 4)，代入(式2)中的從 上方開始的第3 第6個式子的右邊，由此構(gòu)成A (f)、 B (f)、 C (f)、 D (f)。然后，將與頻率f相關(guān)的具體的函數(shù)形式已明確的A (f)、 B (f)、 C (f)、 D (f)代入從(式2)的上方開始的第1行和第2行的2個條 件式中，給予期望的雙頻fk (k=l， 2)，由此獲得相對于未確定的4個 元件常數(shù)(Lj或Cj)的4個相互獨立的方程式。于是，通過聯(lián)立這4 個方程式并對其求解，能夠求取未確定的4個元件常數(shù)。而且，因為 未定常數(shù)的個數(shù)與獨立方程式的個數(shù)一致，所以可知(式2) —定有解。 但是，因為元件常數(shù)必須是正的實數(shù)，所以只有Lj或Cj獲得正的實數(shù) 解時，作為圖2所示的電路，才能夠?qū)嶋H地構(gòu)成本實施方式的雙頻電 路。12相對于元件4a、 4b、 4c、 4d的各個分配電容器或電感器的方法總 共有2〃4=16種，因此，通過對它們的所有的組合以與上述相同的順序 求解(式2)，能夠抽出能夠構(gòu)成實際電路的所有的電路結(jié)構(gòu)。然后， 在獲得的所有的電路結(jié)構(gòu)中，根據(jù)情況選擇最滿足適于對天線施加的 規(guī)格的電路結(jié)構(gòu)，從而完成本實施方式的雙頻匹配電路的設(shè)計。
其中，作為上述的適于施加的規(guī)格，存下下述規(guī)格實現(xiàn)良好的 匹配的頻帶寬度是否足夠?qū)?；雙頻匹配電路是否由具有更為小的元件 常數(shù)的元件構(gòu)成；是否包括具有大的元件常數(shù)的電感器；相對于天線 的阻抗變動，匹配特性是否不易受到影響等。如上所述，在作為便攜 式終端用的天線的匹配電路設(shè)計本發(fā)明的雙頻電路的情況下，最后的 規(guī)格特別重要。
根據(jù)該結(jié)構(gòu)，以各自為電容器或電感器中的任意一種的4個集中 元件構(gòu)成雙頻匹配電路，從而，能夠?qū)⒃€數(shù)削減至4個，并且以 由諧振電路構(gòu)成的階梯電路以外的電路結(jié)構(gòu)使這些元件耦合，從而能 夠提供高穩(wěn)定性的雙頻匹配電路，其損失低，且對于負載5的阻抗變 動，阻抗匹配不易受到影響。
在上述的本實施方式的說明中，對元件4a、 4b、 4c、 4d的各個由 一個電感器或一個電容器構(gòu)成的情況進行了說明。但是，在為電感器 的情況下，如圖3 (a)(表示將構(gòu)成本實施方式的雙頻匹配電路的作為 電感器的一個構(gòu)成元件展開成以多個電感器構(gòu)成的電路的方法的電路 圖)所示，也可以以串聯(lián)連接的2個以上的電感器進行置換。
此外，同樣地，在為電容器的情況下，如圖3 (b)(表示將構(gòu)成本 實施方式的雙頻匹配電路的作為電容器的一個構(gòu)成元件展開成以多個 電容器構(gòu)成的電路的方法的電路圖)所示，也可以以并聯(lián)連接的2個 以上的電容器進行置換。但是，在這兩種情況下，作為電路整體合成 所得的電感值和作為電路整體合成所得的電容值的各個均必須與以上 述的設(shè)計方法作為單一的元件求得的元件常數(shù)一致。 (實施例)
以下，對本發(fā)明的雙頻匹配電路的具體的實施例進行說明。本實 施例的基本的結(jié)構(gòu)與圖1所示的實施方式的結(jié)構(gòu)相同。
圖4是表示本實施例中的裝載有天線的便攜式終端的分析模型的尺寸的立體圖。圖4 (a)是表示分析模型的整體尺寸的立體圖，圖4 (b)是表示天線部的詳細尺寸的立體圖。在圖4中，分析模型全部以 厚度100//m、電導率4.9X10"Sie/m的金屬板構(gòu)成。
如圖4 (a)所示，天線6是彎折上述金屬板構(gòu)成的反F天線，與 將便攜式終端箱體7模型化所得的40mmx85mmx5mm的金屬箱的上部 前端連接。另外，用于向天線6輸入高頻信號的輸出端子3 (圖1的與 元件4b、 4c連接的第一輸出端子3a)在圖4 (a)中相當于被O包圍的 位置。另一方面，圖1的與第二輸入端子2b短路的第二輸出端子3b 相當于圖4 (a)的箱體(被接地)。
此外，令該分析模型被置于自由空間(無限寬廣的真空)，通過使 用電磁場模擬軟件IE3D version 11.23進行高頻分析，抽出包含輸出端 子3處的便攜式終端箱體7的影響的天線6的阻抗的頻率特性。本實 施例中的天線的阻抗在頻率0.88GHz下是32.9—13.2i (i是虛數(shù)單位)， 在1.86GHz下是90.6+20.9i (i是虛數(shù)單位)。
以下，根據(jù)針對上述實施方式己說明的設(shè)計方法，設(shè)計與圖4的 便攜式終端的輸出端子3連接的本實施例的雙頻匹配電路。此外，作 為比較例，設(shè)計上述現(xiàn)有結(jié)構(gòu)的雙頻匹配電路。這樣，通過對相對于 包含便攜式終端箱體7的影響的天線6的阻抗變動的它們的穩(wěn)定性進 行比較，確認本發(fā)明的雙頻匹配電路的優(yōu)越性。
首先，在圖5中表示基于電磁場模擬的圖4所示的便攜式終端的 輸出端子3處的1端子S參數(shù)的計算結(jié)果。圖5是表示本實施例中的 圖4所示的分析模型的具有阻抗50Q的輸出端子3處的高頻特性的頻 率依賴性的特性圖。圖5 (a)是反射駐波比的頻率特性圖，圖5 (b) 是1端子S參數(shù)的史密斯圓圖。
在本實施例中，令希望實現(xiàn)阻抗匹配的2個頻率為fl=0.88GHz， f24.86GHz，令希望獲得匹配的高頻電路的阻抗值為50Q(S卩，Z0-50)。
根據(jù)圖5 (a)，在該頻率附近天線顯現(xiàn)諧振，但如圖5 (b)中A 標記所示，在兩頻率下相對于50Q未能實現(xiàn)充分的匹配。因此，通過 設(shè)計本發(fā)明的雙頻匹配電路，并將其與輸出端子3連接而實現(xiàn)完全的 匹配(相當于反射駐波比=1)。
在圖6中表示使用上述的設(shè)計方法求得的元件常數(shù)。圖6是本實施例中的、相對于圖4所示的分析模型設(shè)計的本發(fā)明的雙頻匹配電路 的元件常數(shù)表。在圖6中，在元件結(jié)構(gòu)的欄中記為"C"和"L"的文 字表示該元件分別是"電容器"和"電感器"。此外，在該表的元件常
數(shù)的欄內(nèi)，表示根據(jù)圖5所述的電磁場模擬的結(jié)果求得的該元件的具
體的元件常數(shù)值。
這樣，本實施例的雙頻匹配電路包括從具有50Q的阻抗的高頻 電路接收具有0.88GHz的頻率的第一高頻信號和具有1.86GHz的頻率 的第二高頻信號的第一和第二輸入端子2a、 2b;與天線(負載5)連 接的第一和第二輸出端子3a、 3b;和連接在輸入端子2a、 2b與輸出端 子3a、 3b之間的電路元件組。
該電路元件組具有第一元件4a、第二元件4b、第三元件4c、和第 四元件4a，第一元件4a和第四元件4d在第一輸入端子2a與第二輸入 端子2b之間串聯(lián)連接。此外，第二輸入端子2b與第二輸出端子3b短 路。第二元件4b連接在第一輸入端子2a與第一輸出端子3a之間，第 三元件4c連接在第一元件4a與第四元件4d之間的連接節(jié)點與第一輸 出端子3a之間。
進一步，上述電路元件組由以下4組中的任意一組構(gòu)成。
第-一組
第一-元件具有5.168nH的電感的電感器；
第二.元件:具有3.633nH的電感的電感器;
第三:元件:具有1.779pF的電容的電容器；
第四元件:具有1.207pF的電容的電容器，
第-二組-
第一'元件:具有1.951nH的電感的電感器；
第二-元件:具有7.335pF的電容的電容器；
第三:元件:具有14.190pF的電容的電容器；
第四元件:具有15.834nH的電感的電感器，
第-三組
第—^元件具有15.059nH的電感的電感器;
第二:元件:具有1.286pF的電容的電容器；
第三:元件:具有12.071nH的電感的電感器;
15第四元件具有5.602pF的電容的電容器，
第四組
第一元件具有4.355nH的電感的電感器；
第二元件具有1.005pF的電容的電容器；
第三元件具有6.195nH的電感的電感器； 第四元件具有5.308pF的電容的電容器。
便攜式終端在使用時，手、頭部必定接近天線。而且，因為這樣 的接近的情況也根據(jù)狀況和使用者而不同，所以相對于由于手、頭部 的接近而發(fā)生的天線的阻抗變動的匹配特性穩(wěn)定對于提供良好的通信
品質(zhì)是非常重要的。于是，使被模型化的手8接近圖4所示的分析模
型，調(diào)査其特性劣化。
圖7是表示本發(fā)明的實施方式1的實施例中的、插入圖4的分析 模型的模型化的手的尺寸與其插入位置的立體圖。在圖7中，令模型 化的手8為介電常數(shù)50、介質(zhì)損耗0.45的均勻的電介質(zhì)塊。在圖8中 表示在以上的狀況下，通過與先前相同的電磁場模擬獲得的相對帶寬 (fractional bandwidth)的劣化的程度。
圖8是表示本發(fā)明的實施方式1的實施例中的、在圖6中設(shè)計的 本發(fā)明的雙頻匹配電路的手接近時的匹配頻帶的變化率的特性表。在 圖8中，"頻帶變化率"的計算是通過以下的式子求得的值。
{(有手的情況下的頻帶)一(無手的情況下的頻帶)}/ (無手的 情況下的頻帶)xioo
此處所說的頻帶，由反射駐波比為2以下的頻帶規(guī)定。根據(jù)圖8 可知，相對于手的接近，變動最少的電路結(jié)構(gòu)是Case2。
在上述現(xiàn)有技術(shù)的范疇內(nèi)也能夠形成由與本發(fā)明的雙頻匹配電路 的構(gòu)成元件數(shù)為相同數(shù)目的4個元件構(gòu)成的雙頻匹配電路。其具有以 圖12所示的階梯電路的狀態(tài)連接圖11所示的單頻匹配電路而得到的 電路結(jié)構(gòu)，如圖9所示，作為獨立的電路能夠考慮到2種。
圖9是使用現(xiàn)有技術(shù)構(gòu)成的雙頻匹配電路的框圖。圖9 (a)是以 圖11 (a)所示的非專利文獻1記載的單頻匹配電路為基礎(chǔ)獲得的雙頻 匹配電路的框圖，圖9 (b)是以圖11 (b)所示的非專利文獻1記載 的單頻匹配電路為基礎(chǔ)獲得的雙頻匹配電路。經(jīng)過與獲得圖8的結(jié)果
16時相同的計算過程，對于這些基于現(xiàn)有技術(shù)的雙頻匹配電路，也能夠
計算手接近時的匹配頻帶的頻帶變化率。在圖io中表示其結(jié)果。
圖io是表示使用現(xiàn)有技術(shù)構(gòu)成的雙頻匹配電路的元件結(jié)構(gòu)、元件
常數(shù)、和手接近時的匹配頻帶的頻帶變化率的特性表。圖10 (a)是針 對圖9 (a)所示的電路框圖計算得出的特性表，圖10 (b)是針對圖9 (b)所示的電路框圖計算得出的特性表。比較圖8和圖IO可知，本 發(fā)明的雙頻匹配電路的Case 2的元件結(jié)構(gòu)在2個頻率下均表現(xiàn)出最高 的穩(wěn)定性，作為用于便攜式終端的結(jié)構(gòu)，在作為重要內(nèi)容的匹配特性 的穩(wěn)定性的確保這一點上，與現(xiàn)有技術(shù)相比表現(xiàn)出高優(yōu)越性。
另外，當由于在本發(fā)明中使用的天線的構(gòu)造或尺寸的變化，各頻 率下的天線的阻抗變化時，圖6所示的元件常數(shù)的值也會變化。但是， 當賦予天線動作的2個頻率(0.88GHz、 1.86GHz)時，在本發(fā)明中能 夠使用的天線的構(gòu)造和尺寸實質(zhì)上被確定。因此，在本發(fā)明中能夠被 實際地使用的天線的構(gòu)造和尺寸與圖4 (b)所示的天線的構(gòu)造和尺寸 相比不會大幅變化。其結(jié)果，2個頻率(0.88GHz、 1.86GHz)下的天 線的阻抗也成為接近上述值的值。
即使在使用在結(jié)構(gòu)或尺寸上與圖4 (b)所示的天線不同的天線的 情況下，如果上述的2個頻率下的天線阻抗不會產(chǎn)生大的差異，則通 過計算求取的元件常數(shù)也不會從圖6所示的值大幅變化。例如，即使 由于天線的尺寸變化，2個頻率下的天線阻抗在一定程度上發(fā)生變化， 通過采用具有圖6所示的元件常數(shù)的雙頻匹配電路，也能夠充分地獲 得本發(fā)明的效果。
相反地，在天線阻抗與上述的實施例中的值相等的情況下，即使 元件常數(shù)的各個數(shù)值與圖6所示的值并不嚴格一致，也能夠獲得本發(fā) 明的效果。即使元件常數(shù)的各個數(shù)值從圖6所示的值變化例如50%左 右，也能夠充分地獲得本發(fā)明的效果。
產(chǎn)業(yè)上的可利用性
本發(fā)明的雙頻匹配電路由數(shù)目很少的4個構(gòu)成元件形成，因此能 夠?qū)崿F(xiàn)低損失性，并且相對于負載的阻抗變動具有高穩(wěn)定性。因此， 作為用于放大器、混頻器的雙頻匹配電路等是有用的。此外，也能夠 應(yīng)用于在以物理和化學的方式相對于基板沉積薄膜的薄膜沉積裝置
17的等離子體產(chǎn)生源中使用的調(diào)諧電路；和在微波爐等的電磁波加熱中
使用的磁控管用的調(diào)諧電路等。
權(quán)利要求
1.一種雙頻匹配電路，其包括從具有50Ω的阻抗的高頻電路接收具有0.88GHz的頻率的第一高頻信號和具有1.86GHz的頻率的第二高頻信號的第一和第二輸入端子；與天線連接的第一和第二輸出端子；和連接在所述輸入端子與所述輸出端子之間的電路元件組，該雙頻匹配電路的特征在于所述電路元件組具有第一、第二、第三和第四元件，所述第一元件和所述第四元件在所述第一輸入端子與所述第二輸入端子之間串聯(lián)連接，并且所述第二輸入端子與所述第二輸出端子短路，所述第二元件連接在所述第一輸入端子與所述第一輸出端子之間，所述第三元件連接在所述第一元件與所述第四元件之間的連接節(jié)點與所述第一輸出端子之間，所述電路元件組由以下4組中的任意一組構(gòu)成第一組第一元件具有5.168nH的電感的電感器；第二元件具有3.633nH的電感的電感器；第三元件具有1.779pF的電容的電容器；第四元件具有1.207pF的電容的電容器，第二組第一元件具有1.951nH的電感的電感器；第二元件具有7.335pF的電容的電容器；第三元件具有14.190pF的電容的電容器；第四元件具有15.834nH的電感的電感器，第三組第一元件具有15.059nH的電感的電感器；第二元件具有1.286pF的電容的電容器；第三元件具有12.071nH的電感的電感器；第四元件具有5.602pF的電容的電容器，第四組第一元件具有4.355nH的電感的電感器；第二元件具有1.005pF的電容的電容器；第三元件具有6.195nH的電感的電感器；第四元件具有5.308pF的電容的電容器。
2. 如權(quán)利要求l所述的雙頻匹配電路，其特征在于所述天線的阻抗，在0.88GHz的頻率下是32.9 — 13.2i (i是虛數(shù)單位)Q， 在1.86GHz的頻率下是90.6+20.9i (i是虛數(shù)單位)Q 。
3. 如權(quán)利要求2所述的雙頻匹配電路，其特征在于 所述天線是裝載在便攜式終端上的反F天線。
全文摘要
本發(fā)明提供雙頻匹配電路。使輸入端子(2)、元件(4a、4b、4c、4d)、和負載(5)的連接布局(topology)為應(yīng)用于電子計算器、數(shù)字時鐘等的數(shù)字顯示的“7段顯示”狀態(tài)。即，將輸入端子(2)分配給在橫方向上延伸的3段中的最上部和最下部的段，將負載(5)分配給縱方向的4段中的任意一段，將元件(4a、4b、4c、4d)分配給剩余的縱方向的3段和橫方向的1段。采用該電路結(jié)構(gòu)，元件總數(shù)減少為4，能夠?qū)崿F(xiàn)低損失性，此外，通過排除諧振電路并縮小階梯電路的規(guī)模，能夠獲得高穩(wěn)定性的阻抗匹配。
文檔編號H04B1/04GK101558560SQ20088000108
公開日2009年10月14日 申請日期2008年3月31日 優(yōu)先權(quán)日2007年4月9日
發(fā)明者寒川潮 申請人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會社