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アンテナ間干渉改善デバイス(Radisol)

近傍アンテナ間の干渉を抑え、アンテナ特性を改善するデバイスです。
通信帯域の近いアンテナが2つ以上近接すると、アンテナ同士の干渉が起こりやすくなり、一部アンテナの特性が劣化する場合があります。このようなとき、他アンテナに干渉するアンテナのマッチング回路部にRadisolを実装することで、干渉を抑えアンテナ放射効率を改善することができます。

製品概要

Radisolは、近傍アンテナ間の干渉を抑える機能を持つデバイスです。
図1にRadisolの等価回路例を示します。当社独自の多層技術により、2つのコイルL1とL2を近傍配置させることで磁界結合させ、またショートパス間に相互インダクタンスが生じている構造となっています。この相互インダクタンスと、L2とC1が並列共振回路となり、不要電力の流入・干渉を抑えアンテナ特性を改善します。

当デバイスは、0603mmサイズで2端子の超小型チップ部品(図2)です。
通過帯の経路のインダクタンス値を抑える回路上の工夫も加えたことにより、マッチング特性に影響を与えることなく既存マッチング回路の実装ランドをそのまま活用できます。また、LとCの2素子構成の並列共振回路を使った干渉対策と比べ、Radisolは1素子で対策が可能であることから、前者の対策より実装面積が約62%削減できます。

図1 等価回路例

図2 外観写真

下図にRadisolの動作イメージを示します。
通信帯域の近いアンテナの干渉によってアンテナ特性が劣化する場合、電力の流入を受けているアンテナBにRadisolを実装することで、アンテナ間の干渉を起こりにくくします。また、Radisolの挿入損失は小さいため、アンテナ特性に大きな影響を与えません。

対策なし

動作イメージの図1

近接するアンテナA / Bにおいて、アンテナAの放射電力の一部がアンテナBに流入し干渉します。

⇒ アンテナAの特性が劣化

従来の対策

動作イメージの図2

干渉しているアンテナBに、ノッチフィルタとしてのLC並列共振回路を実装することで、流入する電力を抑えることが一般的な対策です。
しかし、通信帯域の近いアンテナ同士の場合、同回路の損失によるアンテナ放射効率の劣化が懸念されます。

⇒ アンテナBの特性が劣化

Radisolを用いた対策

動作イメージの図3

LC並列共振回路の代わりにRadisolを用いることで、通信帯域の近いアンテナ同士の干渉でも、アンテナBの放射特性の影響を低く抑えることができます。

⇒ アンテナA / Bともに所望のアンテナ特性を確保

Radisolの動作原理

L1とL2が磁界結合しており、またショートパスに相互インダクタンス(+M)が発生しています。

動作原理の図1

ショートパスの相互インダクタンス(+M)を含め、並列共振回路(青枠部)を構成しています。この相互インダクタンスは、損失のない理想的なインダクタとして働くため、並列共振回路はQの高いノッチフィルタとなります。
なお、L2のインダクタンスを大きくすると(同時に抵抗成分も大きくなる)、インダクタンスのばらつきに起因するアンテナ共振周波数の変動を抑えることができます。

動作原理の図2

一方、電力放射時には、抵抗成分(挿入損失の一部)を持ち、上記のアンテナ共振周波数に与える影響が大きいL2を通らないため、電力放射はL1の影響を受けるのみです。
したがって、L1の値を小さくすることにより、電力放射時の挿入損失とアンテナ共振周波数への影響を低く抑えることができます。

動作原理の図3

アンテナ特性の改善例

放射特性の改善効果を評価基板を用いて紹介します。
図3は、GPSアンテナ(1.5GHz)とWi-Fi™(2.4GHz / 5GHz)アンテナが近接に配置された評価基板です。

図3 GPSアンテナ部、およびRadisolを実装する前のWi-Fiアンテナ部

GPSアンテナに影響を与えているWi-Fiアンテナ側にRadisolを実装します(図4)。

図4 Radisolを実装する前後のGPS / Wi-Fiアンテナのマッチング回路部

Radisolを実装した結果、GPSアンテナの効率が改善しています(図5)。
また、Radisolを実装してもWi-Fiアンテナの共振周波数への影響もないため、アンテナ特性に大きな劣化はみられません。

図5-1 Radisol実装前後におけるGPSのアンテナ放射効率

図5-2 Radisol実装前後におけるWi-Fiのアンテナ放射効率

製品ラインアップ

対策を行う周波数帯に合わせた製品をラインアップしています。

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P/N Improve Band Pass Band
Band name Attenuation f0 IL < −0.5dB (Typ) @50Ω
LXTS03S3G3-001 n78 3.3 GHz ~2.2 GHz 4.3~8.0 GHz
LXTS03S4G4-002 n79 4.4 GHz ~3.9 GHz 5.1~8.0 GHz
LXTS03S1G5-003 GPS L1 1.5 GHz ~1.0 GHz 2.0~5.6 GHz
LXTS03S1G5-004 GPS L1 1.5 GHz ~0.7 GHz 2.3~6.6 GHz
LXTS03S1G5-005 GPS L1 1.5 GHz ~1.2 GHz 1.8~5.8 GHz
LXTS03S1G8-006 Band3 1.8 GHz ~1.7 GHz 2.1~8.0 GHz
LXTS03S5G7-007 Wi-Fi 5G 5.7 GHz ~4.9 GHz 6.3~8.0 GHz
LXTS03S1G2-008 GPS L5 1.2 GHz ~0.9 GHz 1.4~8.0 GHz
LXTS03S1G5-009 GPS L1 1.5 GHz ~1.4 GHz 1.8~7.6 GHz
LXTS03S5G7-010 Wi-Fi 5G 5.7 GHz ~4.1 GHz 6.6~8.0 GHz
LXTS03S2G5-011 HB / Wi-Fi 2G 2.5 GHz ~2.1 GHz 2.9~8.0 GHz

用途例

スマートフォン、スマートウォッチ、ウェアラブルなど、小型端末に複数のアンテナを持つ機器に使用いただけます。

お問い合わせ

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