[发明专利]匹配器及天线匹配电路

说明书

技术领域

本发明涉及使用变容二极管来得到电路阻抗的匹配的匹配器及使用它的天线匹配电路，特别涉及改变施加到变容二极管的电压的变化范围，且使得可变电容范围扩大的技术。

背景技术

一般的无线通信中，按照无线信号的接收频率，通过取得天线和接收电路之间的阻抗匹配(impedance matching)来提高接收效率。作为用于进行这样的阻抗匹配的一个方法，在天线和接收电路之间配置包含变容二极管的匹配器。

并且，即使在从含有通过天线接收的多个频率成分的无线信号中只抽取接收频率成分的调谐电路(tuning电路)中，也使用变容二极管，以使从接收电路看到的调谐频率(谐振频率)发生变化。

变容二极管也被称为varicap二极管或varactor二极管，产生与其内部形成的耗尽层的宽度相对应的静电电容。于是，变容二极管通过施加成为反偏压的控制电压，使得其内部的耗尽层的宽度发生变化，其结果让静电电容可变。

例如，日本特开平10-336055号公报(专利文献1)中，公开了一种天线调谐控制装置，其具有：拥有电感元件和按照控制电压来设定电感元件的谐振频率的调谐可变部的天线；和向该天线供给控制电压的控制单元。并且，该调谐可变部将串联连接的固定电容元件和可变电容元件，与电感元件并联连接。

并且，日本特开平11-017580号公报(专利文献2)中，公开了一种天线匹配器，其具备：具有可变电容元件的天线匹配部；按照天线匹配部的频率特性进行调整处理并与由常数产生部所输出的常数进行相加的计算部；和对该计算部的输出数据进行模拟变换并作为可变电容元件的控制电压来输出的D-A转换器。

专利文献1：日本特开平10-336055号公报

专利文献2：日本特开平11-017580号公报

如上所述，在变容二极管中，按照被施加的反偏压而变化的静电电容的大小，即变容二极管的可变电容范围，按照施加在其两端的控制电压的变化幅度来决定。

另一方面，特别是在小型无线机或手机等的移动接收机(通信机)中，伴随电路中使用的半导体集成电路的高密度化或电力低消耗化等，在匹配器中使用的驱动电源更低电压化(例如，1.8V左右)。随之，能够施加在变容二极管的两端的控制电压的变化幅度也变小，且可变电容的范围更加受到限制。

并且，虽然也可考虑使用电荷泵电路或DC-DC转换器等来给驱动电压增压，但是由于将产生所谓电路构成变得复杂且重量也增加的其他问题，所以实际上不能采用。

由于这样的理由，存在所谓变容二极管的可变电容范围被限制，且作为匹配器的性能降低的问题。

发明内容

因此，本发明是为解决这样的问题而完成的，其目的是，扩大变容二极管的可变电容范围，并提供能在更广的范围进行电路阻抗匹配的匹配器和天线匹配电路。

根据本发明，是一种匹配器，其具备：以使含有外部元件的电路阻抗发生变化的方式而构成的变容二极管；与变容二极管的阴极端连接，且用于施加第1控制电压的第1控制信号线；与变容二极管的阳极端连接，且用于施加第2控制电压的第2控制信号线；和插入第2控制信号线中，且为了使得变容二极管的阳极电位成为负电位而对第2控制电压进行移位的电压移位部。

根据本发明，变容二极管中，由于施加在阴极端的控制电压与施加在阳极端的控制电压的电位差作为施加电压而产生，所以电压移位部为了使得施加在阳极端的控制电压成为负电位而进行移位，从而能够使得对变容二极管的施加电压的变化范围实质性地扩大。据此，也能够扩大变容二极管的可变电容范围。

优选电压移位部由化学电池形成。

优选还具备：与第1控制信号线连接，且对供给第1控制信号线的第1交流信号进行整流来产生第1控制电压的第1整流电路；和与第2控制信号线连接，且对供给第2控制信号线的第2交流信号进行整流来产生第2控制电压的第2整流电路。

优选电压移位部由通过施加反偏压而产生固定电压的稳压二极管形成，且稳压二极管构成为使用第1交流信号或第2交流信号来施加反偏压。

优选电压移位部由反转第2交流信号的极性后供给第2整流电路这样构成的变压器形成。

优选第1和第2交流信号通过脉冲宽度调制而产生。

并且，根据本发明，是一种天线匹配电路，具备：上述的涉及本发明的匹配器；和与匹配器中的第1和第2控制信号线连接，并给变容二极管提供施加电压的电压供给部；且外部元件为天线元件。

根据本发明，使变容二极管的可变电容范围扩大，且可实现在更广的范围能够进行电路阻抗匹配的匹配器和天线匹配电路。