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便携式无线装置

阅读:881发布:2020-07-20

专利汇可以提供便携式无线装置专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且一种便携式无线装置,在使用者手持折叠型便携式无线装置的使用状态下,既能实现下行通信的高速传输,又能确保较高的天线 辐射 效率。在该便携式无线装置中,将板状导体(1、3、4)沿长边方向,设置在上机盖(5)的显示单元(35)的背面。发送 电路 (25)的 信号 通过 功率分配器 (18)分配,一方的信号经由 移相器 (17),向板状导体(1)供电;另一方的信号从高频 开关 (19),经由收发共用器(20)或者收发共用器(21),向板状导体(3)或板状导体(4)供电。高频开关(19)根据来自重 力 传感器 (26)的信号,对板状导体(3)或板状导体(4)中的任意一方进行切换供电。接收信号由收发共用器(20)以及收发共用器(21)提取,经过接收电路(22)以及接收电路(23)放大,在解调单元(24)中乘以预定的加权系数而合成。,下面是便携式无线装置专利的具体信息内容。

1、一种便携式无线装置,组合了多个天线元件进行电波的接收/发送,该 便携式无线装置包括:
第一天线元件,沿外壳的长边设置;
第二天线元件以及第三天线元件,沿上述外壳的长边设置,和上述第一 天线元件的激励相位不同;
发送系统控制单元,改变上述第一天线元件的激励相位与第二天线元件 或者第三天线元件的激励相位的相位差,控制辐射指向性的图案;以及,
接收系统控制单元,根据上述第一天线元件、上述第二天线元件以及上 述第三天线元件的接收状态,进行接收信号的自适应合成。
2、如权利要求1所述的便携式无线装置,其中,
上述发送系统控制单元包括:
发送单元,安装在上述外壳的内部所设置的电路板上,输出高频信 号;
功率分配单元,将上述发送单元所输出的高频信号,对上述第一 天线元件、上述第二天线元件以及上述第三天线元件,进行功率分配; 以及,
移相单元,改变上述第一天线元件的激励相位与第二天线元件或者 第三天线元件的激励相位的相位差;
上述接收系统控制单元包括:
多个接收单元,安装在上述外壳的内部所设置的电路板上,通过提 供给接收系统的多个天线元件接收高频信号并进行放大;以及,
合成单元,对从上述多个接收单元输出的高频信号,进行预定的加 权处理而进行信号的自适应合成。
3、如权利要求2所述的便携式无线装置,其中,上述多个接收单元是由 三个接收单元构成,分别地从上述第一天线元件、上述第二天线元件、以及 上述第三天线元件,个别地接收高频信号。
4、如权利要求3所述的便携式无线装置,其中,上述三个接收单元,分 别地经过用于在发送系统和接收系统共用一个天线元件的收发共用单元,并 分别地从上述第一天线元件、上述第二天线元件、以及上述第三天线元件, 个别地接收高频信号。
5、如权利要求2所述的便携式无线装置,其中,上述发送系统控制单元 还包括:
选择切换单元,根据便携式无线装置的使用状态,选择性地切换上述高 频信号的分配路径。
6、如权利要求5所述的便携式无线装置,其中,上述发送系统控制单元 还包括:
倾斜检测单元,根据便携式无线装置的倾斜度,检测该便携式无线装 置的使用状态;
上述倾斜检测单元根据其得出的检测结果,使上述移相单元进行相位差 的可变控制,并使上述选择切换单元,选择性地切换上述高频信号的分配路 径。
7、如权利要求1所述的便携式无线装置,其中,上述外壳为具有用铰链 单元连接上部外壳和下部外壳能够自由启闭的机构的折叠型结构,上述第一 天线元件、上述第二天线元件、以及上述第三天线元件,沿外壳的长边设置 在上述上部外壳的显示单元的背面一侧。

说明书全文

技术领域

发明涉及具有折叠型结构的便携式无线装置

背景技术

近年来,得到广泛使用的折叠型便携式电话,与作为语音电话实现通话 功能同样,用于电子邮件和视频电话,甚至,利用网络下载音乐或影像等各 种信息的使用情况变得越来越多。特别是,当使用者下载大容量的图像时, 对便携式电话的下行通信(即,从电信局到利用者终端的通信)的传输速度 的高速化要求,就变得重要起来。目前,在广泛地向客户提供服务的码分多 址(CDMA:Code Division Multiple Access,码分多址)方式的通信系统中, 下行通信的最大传输速度是384kbps,就这种程度的通信速度而言,使用者要 下载大容量的动画图像等时,需要花费大量的时间和较高的通信成本。
另外,作为近年内开发的高速分组通信技术之一的HSDPA(High Speed Downlink Packet Access,高速下行分组接入),即使在使用和目前的CDMA方 式相同的5MHz的频率带宽时,也可以实现相当于现行通信速度的5倍以上 的最大为14.4Mbps的高速通信。因此,通过使用HSDPA,使用者即使要下 载大容量的图像时,也能够以较短的时间且低廉的通信成本进行处理。如上 所述,自适应调制方式对于提高通信速度相当重要。所谓自适应调制,是指 综合地判断变动的电波传输路径的状态,也即在空中的电波的传输难易程度 的变化情况,自动地选择最佳的调制方式。具体而言,就是当电波的接收状 态不好时,使用低速的调制方式;而当接收状态较好时,则使用高速的调制 方式。因此,为了实现HSDPA,提高便携式电话在多径传输环境中的接收性 能,就变得重要起来。为此,便携式电话的基站为了提高这样的接收性能, 就通过配置多个天线和接收系统电路进行合成接收,从而实现接收性能的提 高。
另一方面,在使用便携式电话进行语音通话时,或者在进行电子邮件和 视频电话等数据通信时,一般来讲,为使用者手持便携式电话靠近朵进行 通话的状态(以下,简称为“通话状态”),或者是使用者用手将便携式电话 拿在胸前进行电子邮件操作的状态(以下,简称为“操作状态”)。针对如上 所述的各种使用状态,在离开便携式电话本体一定距离的部位设置多个天线, 对应于使用状态来切换这些天线,当前使用的正是这样的天线切换分集动作。 但是,利用这样的天线切换分集方式,要实现下行通信的高速传输,仍然有 困难。
于是,为了解决如上所述的高速传输的课题,各种改良便携式电话天线 的技术方案被提出。例如,在下述专利文献1中,在便携式电话的内部设置 多个天线,给各天线分配功率。另外,在下述专利文献2中,在便携式电话 的内部平行配置2个双极天线,控制每个双极天线的供电相位。还有,在下 述专利文献3中,在便携式电话的外部设置螺旋形天线,并且将天线内置于 掀盖(flip),控制每个天线的供电相位。并且,这些已公开的技术,也都考 虑了减小电波对人体的影响。

发明内容

发明所要解决的课题
可是,如上述专利文献1所述的那样,将多个天线配置在便携式电话上 进行功率分配的结构,虽然可以通过控制每个微小天线的供电相位及供电功 率,对合成辐射图案进行最佳调整,从而获得改善通信性能的效果,但是, 这样做并没有考虑到对下行通信的高速传输。并且也没有考虑在一般的通话 状态中,当手持便携式电话并将其保持在倾斜状态下使用时,有关用于防止 因为肩或头部产生的影响而导致传输性能恶化的恰当的天线设置位置和天线 控制方法。另外,如上述专利文献2所述的2个双极天线的结构,虽然公开 了在相位180°的相位控制中,基于指向性控制的通信性能的改善效果, 但是,和专利文献1同样没有考虑到下行的高速传输、和有关用于防止传输 性能恶化的恰当的天线设置位置和天线控制方法。
还有,设置如上述专利文献3所述的那样的外部的螺旋形天线和内置于 掀盖中的天线的结构,虽然公开了当打开掀盖时,能够通过相位控制改变指 向性,但是,当掀盖在合上时,由于不能控制指向性,天线的辐射效率容易 恶化这个问题仍然没有得到解决。并且,还存在由于螺旋形天线突出在外部, 使得便携式电话的商品设计不太美观的问题。
本发明旨在提供各种类型的便携式无线装置,特别是在折叠型便携式无 线装置的各种使用状态中,除了实现下行通信的高速传输,还能确保较高的 天线辐射效率,从而实现通信性能的提高。
用于解决课题的方法
本发明的便携式无线装置,组合了多个天线元件进行电波的接收/发送的 便携式无线装置,其采用的结构包括:第一天线元件,设置在沿外壳的长边 一侧;第二天线元件以及第三天线元件,设置在沿外壳的长边一侧,与第一 天线元件的激励相位不同;发送系统控制单元,改变第一天线元件的激励相 位与第二天线元件或者第三天线元件的激励相位的相位差,控制辐射指向性 的图案;以及,接收系统控制单元,根据第一天线元件、第二天线元件以及 第三天线元件的接收状态,进行接收信号的自适应合成。
发明的效果
根据本发明,例如当便携式无线装置的天线是由三个天线元件构成时, 如果与通话状态连动地选择第二天线元件或者第三天线元件中的任意一个, 则能够在发送系统中,在所选择的天线元件(例如,第二天线元件)和第一 天线元件之间设置预定的相位差进行供电,由此最优地控制天线指向性。由 此,能够针对所需的方向的电波,确保较高的天线辐射效率。另外,在接收 系统中,根据第二天线元件或者第三天线元件的接收状态,进行合成接收分 集,能够提高接收性能并进行下行通信的高速传输。
另外,根据本发明,合成单元(即,解调器)根据来自第一天线元件、 第二天线元件、以及第三天线元件的接收信号的接收状态,通过所希望的加 权处理来进行信号的自适应合成。由此能够恒定地保持良好的接收性能,从 而实现下行通信的高速传输。
另外,根据本发明,选择切换单元与通话状态连动地选择第二天线元件 或者第三天线元件,因为所选择的天线元件(例如,第二天线元件)和第一 天线元件是利用预定的相位差进行激励的,所以,在发送系统中,能够提高 希望方向的天线指向性,从而确保较高的天线辐射效率。这时,在接收系统 中,通过二个天线元件(例如,第二天线元件和第一天线元件)的接收合成, 能够提高接收性能,从而进行下行通信的高速传输。
另外,根据本发明,倾斜检测单元根据便携式无线装置的倾斜角度,检 测出使用状态,所以,发送系统在各种使用状态(即,正在通话的通话状态 或正在操作电子邮件的操作状态)中,能够对所需的电波方向进行指向性控 制。因此,无论是在怎样的使用状态下,都能够恒定地确保良好的通信性能。 例如,无论是在用右手拿着便携式无线装置(便携式电话)进行通话的通话 状态时,还是在用左手拿着进行电子邮件操作的操作状态时,倾斜检测单元 都能够检测出处于各自使用状态中的便携式无线装置的倾斜程度,从而恒定 地确保最大的电波指向性,保持良好的通信性能。
另外,根据本发明,当使用折叠型便携式电话时,因为根据该折叠型便 携式电话的使用状态和接收状态,一边自动地改变二个以上的天线元件的供 电相位,一边控制电波的指向性,所以,针对所需的电波方向,能够进行最 优的指向性控制。由此,根据折叠型便携式电话的使用状态,能够恒定地保 持最优的发送性能,因而,与以往的折叠型便携式电话相比较,能够更进一 步地提高发送性能。另一方面,在进行接收时,能够通过接收合成方式,确 保下行通信的高速传输。因此,根据本发明能够制成通信质量比较高的折叠 型便携式电话。
附图说明
图1是本发明的实施方式1所涉及的折叠型便携式电话的结构图;
图2是表示图1所示的折叠型便携式电话的通话状态的图;
图3是表示图1所示的折叠型便携式电话的操作状态的图;
图4是图1所示的折叠型便携式电话的辐射特性图;
图5是图1所示的折叠型便携式电话的电波的辐射特性图;
图6是本发明的实施方式2所涉及的折叠型便携式电话的结构图;
图7是本发明的实施方式3所涉及的折叠型便携式电话的结构图;
图8是图7所示的折叠型便携式电话在X-Y面的辐射特性图;
图9是图7所示的折叠型便携式电话在X-Y面的辐射特性图;
图10是图7所示的折叠型便携式电话在X-Y面的辐射特性图;
图11是图7所示的折叠型便携式电话在X-Y面的辐射特性图。

具体实施方式

下面,关于本发明的便携式无线装置,参照附图以折叠型便携式电话为 例,对几个实施方式进行说明。另外,对下面的各实施方式中使用的附图中 相同的结构要素,都赋予了相同的号码,所以省略对其进行重复说明。另外, 本发明所涉及的便携式电话的结构不一定必须是折叠型的,例如,即使是滑 盖型的结构或非折叠型的直板结构,也都可以实现本发明。
本发明中的便携式无线装置(即,便携式电话)的要点是:在发送系统 中,通过检测在各种使用状态下的便携式电话的倾斜,根据检测结果将信号 相位不同的二个天线元件进行选择性的组合,以此对所需的电波方向进行指 向性控制,从而确保较高的天线辐射效率。另外,在接收系统中,通过二个 天线元件的接收信号的自适应合成,使接收性能保持良好,从而实现下行通 信的高速传输。由此,能够实现恒定地确保良好的通信性能的便携式无线装 置(便携式电话)。
(实施方式1)
图1是本发明的实施方式1所涉及的折叠型便携式电话的结构图,图1 (a)是从后面看到的折叠型便携式电话的后面透视图,图1(b)是图1(a) 中的A-A’剖视图。即,图1表示具有折叠型结构的便携式电话为了使用而 处于打开状态(以下,称为“打开状态”)的正视图和侧视图。该折叠型便携 式电话的结构包括:上机盖5、下机盒6、铰链单元7、板状导体1(第一天 线元件)、板状导体3(第二天线元件)、板状导体4(第三天线元件)、接地 板2、以及显示单元35。另外,在下面的说明中,有时会将折叠型便携式电 话简单地称为便携式电话。
相当于上部外壳的上机盖5、以及相当于下部外壳的下机盒6,分别由绝 缘体的树脂构成。一般而言,上机盖5以及下机盒6,分别被设定为长度100mm 左右、宽50mm左右。另外,上机盖5以及下机盒6,是以铰链单元7作为 支点连接起来并可以转动,由此形成折叠型的构造。另外,相当于板状天线 元件的板状导体1,例如,由长度L1约为70mm、宽W1约为45mm的板 构成,在上机盖5的内部,沿着显示单元35的背面的长边方向的面进行设置。 还有,相当于板状天线元件的板状导体3以及板状导体4,例如,由长度L1 约为70mm、宽W2以及宽W3约为20mm的铜板构成,在上机盖5的内部, 沿着与显示单元35的背面相隔的面(即,上机盖5的背面的相对面)进行设置。
另外,板状导体3和板状导体4的间隔G,例如设置为5mm左右。还有, 板状导体1和板状导体3、以及,板状导体1和板状导体4的间隔H,例如 设置为5mm左右。另外,板状导体1、板状导体3、以及板状导体4,其厚 度分别地例如设定为0.1mm左右。由此,每个板状导体1、3、4,在外壳厚 度例如约为7mm的比较薄的上机盖5的内部,可以和显示元件等其他的结构 部件一起设置,而不会在结构上产生相互干扰的现象。
另外,接地板2例如是长度约为90mm、宽约为45mm的导体板。一般 地按照设置在下机盒6的内部的各电路的接地图案来使用。在接地板2的表 面上,几乎都是作为各电路的接地电位的接地图案。另外,匹配电路11、匹 配电路12、以及匹配电路13的一端,是通过接地板2的接地图案接地,以 保持接地电位。还有,设置在板状导体1、板状导体3、以及板状导体4的一 端(例如,上机盖5的下侧)的供电点14、供电点15、以及供电点16,分 别通过供电线8、供电线9、以及供电线10,与匹配电路11、匹配电路12、 以及匹配电路13相连接。还有,供电线8、供电线9、以及供电线10,都使 用了弯曲自如的挠性线材,由此在铰链单元7的部位,上机盖5是可以自由 地转动的结构。
从发送电路25发送来的高频信号,由功率分配器18进行分配,分配的 一方的高频信号通过移相器17,从匹配电路12向板状导体1供电;分配的 另一方的高频信号则向高频开关19供电。进而,另一方的高频信号从高频开 关19的一个接点,经由为了发送和接收而共用一个天线的收发共用器 (Duplexer,天线收发转换开关)20,从匹配电路11向板状导体3供电。另 外,从高频开关19的另一个接点,经由收发共用器21,从匹配电路13向板 状导体3供电。还有,高频开关19是由例如FET或者PIN二极管构成的。 另外,匹配电路11、匹配电路12、以及匹配电路13,具有使板状导体1、板 状导体3、以及板状导体4的阻抗分别与发送电路25、接收电路22、以及接 收电路23的电路阻抗相匹配的功能。一般来说,各匹配电路11、12、13, 按50Ω的阻抗值进行匹配。
另外,由于便携式电话生成来自检测自身倾斜角度的重传感器(倾斜 检测单元)26的信号;或者根据来自解调器24的接收电平,生成切换控制 高频开关19的选择信号,所以,高频开关19具有以下的功能:根据该选择 信号,可向匹配电路11或匹配电路13的任意一方进行切换;可将高频信号 向板状导体3或板状导体4的任意一方进行供电。另外,重力传感器26的结 构为:诸如一端已固定在便携式电话内部的预定位置的挠性应变仪的前端吊 垂重。这样,当便携式电话发生倾斜时,通过重块使应变仪弯曲而产生压 电效应,从而产生电动势。所以,通过检测出该电动势,就可以检测出便携 式电话的倾斜的大小。
功率分配器18,例如是一种高频信号分配器,由利用λ/4阻抗转换器原 理的具有高频性能的威尔金森式电路构成,具有将来自发送电路25的高频信 号以相同的振幅且相同的相位进行分配的功能。移相器17,例如是由集中常 数元件或分布常数元件构成的电路,具有以下的功能:能够使供电给匹配电 路11或匹配电路13的高频信号的相位的值不同于供电给匹配电路12的相位 的值。通过如上所述的结构,板状导体1、板状导体3、以及板状导体4和接 地板2,作为以不同的相位同时被供电的双极天线进行动作。
另外,在接收系统中,从设置在板状导体3的一端的供电点14,经由匹 配电路11,从收发共用器20获取接收信号,并经接收电路22放大。还有, 从设置在板状导体4的一端的供电点16,经由匹配电路13,从收发共用器 21获取接收信号,并经接收电路23放大。并且,经过接收电路22以及接收 电路23放大了的高频接收信号,通过解调器24,用预定的加权系数进行加 权处理后,信号被合成。
如果概述上述内容,如图1所示的实施方式1的便携式电话,基本上为 以下的结构。即,本发明的便携式电话包括:板状导体1,沿外壳的长边设 置;板状导体3以及板状导体4,同样地沿外壳的长边设置,但与板状导体1 的激励相位不同;发送系统控制单元,改变板状导体1的激励相位与板状导 体3或者板状导体4的激励相位的相位差,控制辐射指向性的图案;以及, 接收系统控制单元,根据板状导体1、板状导体3、以及板状导体4的接收状 态,进行接收信号的自适应合成。
另外,发送系统控制单元包括:发送电路25,输出高频信号;功率分配 器18,将发送电路25所输出的高频信号,分配给板状导体1、板状导体3、 以及板状导体4;移相器17,改变板状导体1的激励相位与板状导体3或者 板状导体4的激励相位的相位差;高频开关19,根据便携式电话的使用状态, 选择性地切换高频信号的分配路径;以及,重力传感器26,根据便携式电话 的倾斜角度,检测该便携式电话的使用状态。还有,接收系统控制单元的结 构包括:接收电路22以及接收电路23,接收来自提供给接收系统使用的多 个天线元件的高频信号并放大;以及,解调器24,对从接收电路22以及接 收电路23所输出的高频信号,进行预定的加权处理,并进行信号的自适应合 成。
另外,在图1(a)所示的便携式电话的后视图的下部、以及图1(b)所 示的A-A’剖视图(即,侧面图)的下部,分别显示有坐标系。例如,在图 1(a)的后视图中,显示的坐标系是这样的,当右手的食指、中指和大拇指 分别成直角时,使中指指向X轴方向(从图的纸表面指向纸后面的方向)、 大拇指指向Y轴方向(从图的右方指向左方的方向)、食指指向Z轴方向(从 图的下部指向上部的方向)。因此,在图1(b)的侧面图中,显示的坐标系 是这样的,在使右手腕向顺时针方向旋转90°的状态时,中指的X轴方向是 从图的右侧指向左侧的方向、大拇指的Y轴方向是从图的纸后面指向纸表面。 另外,食指的Z轴方向与后视图的情况一样,是从图的下部指向上部的方向。
下面,有关如图1那样结构的折叠型便携式电话的天线动作进行说明。 图2是表示图1所示的折叠型便携式电话的通话状态的图。即,图2表示使 用者用右手持着折叠型便携式电话51进行通话的通话状态。另外,图3是表 示图1所示的折叠型便携式电话的操作状态的图。即,图3表示使用者用右 手持着折叠型便携式电话51,在胸前进行电子邮件操作等的操作状态。因此, 在对应图2及图3所示的便携式电话的使用状态的同时,参照图1,对有关 将工作频率设定为诸如2.14GHz时的折叠型便携式电话51的动作进行说明。
首先,如图2所示的通话状态,是使用者用右手持着折叠型便携式电话 51,靠近耳朵正在使用。这时,图1所定义的坐标系则成为如图2所示,X 轴方向(中指)是从图的纸表面指向纸反面(即,指向使用者耳朵的方向), Y轴方向(大拇指)是指向使用者的肩的方向,Z轴方向(食指)是指向使 用者背后的方向。另外,利用折叠型便携式电话51在如图2所示的通话状态 进行通话信号发送时,即,使用者用右手持着折叠型便携式电话进行通话时, 重力传感器26检测出右手所持折叠型便携式电话51的角度,并对高频开关 19发送信号以使其选择板状导体4。由此,高频开关19的接点接通,以使通 过匹配电路13向板状导体4提供高频信号。
另外,相对于从功率分配器18经由高频开关19向匹配电路13(即,板 状导体4)提供的高频信号的相位,使从功率分配器18经由移相器17向匹 配电路12(即,板状导体1)提供的高频信号的相位延迟270°(或提前90 °),以此来确定移相器17的相位。并且,在这里没有被选择到的板状导体 3的供电点14,是某一个预定的阻抗,例如,是呈开放状态下的无限大阻抗。
图4是图1所示的折叠型便携式电话的辐射特性图,是相对于板状导体 4而言,将板状导体1的供电相位延迟了270°的辐射特性图。图4(a)表示 X-Y面的辐射特性,图4(b)表示Y-Z面的辐射特性。图4的同心圆表示电 波的辐射强度,各同心圆的间隔表示10dB的大小。即,如图2所示的折叠型 便携式电话51,是由板状导体4的天线元件与比板状导体4延迟了270°相 位的板状导体1的天线元件构成的组合,图1所定义的坐标系中的电波的辐 射图案成为如图4(a)、(b)所示的特性。另外,图4(a)、(b)所示的辐射 图案,表示X-Y面和Y-Z面的电波的垂直极化波成分(Eθ)。   如图4(a)、(b)所示,当板状导体4和板状导体1被选择为高频信号供 电时,控制天线的指向性,以提高-X方向以及-Y方向的增益。换言之, 如图2所示,当右手持折叠型便携式电话51进行通话的状态时,相对于与头 部侧为相反方向的指向方向(-X轴方向),以及与肩部侧为相反方向的指向 方向(-Y轴方向),可以控制电波的指向性。其结果,能够得到-4dB的高 辐射效率,与不进行指向性控制的情况相比较,可以将通话状态中的辐射效 率提高约2dB。
另外,在图2那样的折叠型便携式电话51的使用状态中,如图4所示, 由于向头部侧的指向方向(X轴方向)和向肩部侧的指向方向(Y轴方向) 的电波强度呈逐渐减弱,所以可以减少电波对人体的影响。
另一方面,当用左手持折叠型便携式电话51进行通话时,根据重力传感 器26的角度检测结果,通过高频开关19选择板状导体3,向匹配电路11供 电。相对于从功率分配器18经由高频开关19向匹配电路11(即,板状导体 3)提供的高频信号的相位,使得从功率分配器18经由移相器17向匹配电路 12(即,板状导体1)提供的高频信号的相位延迟270°(或提前90°),以 此确定移相器17的相位。也即,选择板状导体3的天线元件与延迟了270° 相位的板状导体1的天线元件的组合。
图5是图1所示的折叠型便携式电话的辐射特性图,是相对于板状导体 3,而将板状导体1的供电相位延迟了270°的辐射特性图。图5(a)表示 X-Y面的辐射特性,图5(b)表示Y-Z面的辐射特性。即,当用左手持着折 叠型便携式电话,并选择了板状导体1和板状导体3的时候,在图1的坐标 系中的辐射图案将变成如图5所示的特性。图5所示的辐射图案,表示X-Y 面和Y-Z面的垂直极化波成分(Eθ)。这时的电波的指向性为能够控制在- X轴方向以及+Y轴方向的指向性。即,当左手持折叠型便携式电话51进行 通话的状态时,相对于与头部侧是相反方向的指向方向(-X轴方向),以及 与肩部侧是相反方向的指向方向(Y轴方向),能够控制电波的指向性。该结 果,能够获得-4dB的高辐射效率,与不进行指向性控制的情况相比较,可 以将通话状态中的辐射效率提高约2dB。另外,当用左手持折叠型便携式电 话进行通话的状态时,也和用右手持折叠型便携式电话进行通话的状态一样, 如图5所示,由于向头部侧的指向方向(X轴方向)和向肩部侧的指向方向 (-Y轴方向)的电波强度呈逐渐减弱,所以,可以减少电波对人体的影响。
下面,当接收信号时,将通过板状导体3以及板状导体4接收的信号, 分别通过接收电路22以及接收电路23进行放大,并利用解调器24,例如根 据天线的接收状态进行预定的加权处理或适当地调整接收信号的相位,从而 进行信号的合成。因此,根据来自板状导体3以及板状导体4的二个天线的 接收信号的状态,恒定地进行最优的合成接收分集,由此能够提高接收性能, 并能够实现下行通信的高速传输。
如上所述,结构如图1所示的实施方式1的便携式无线装置,其接收系 统通过接收信号的自适应合成,使接收性能变得良好,从而实现下行通信的 高速传输;其发送系统在各种使用状态(即,通话状态或操作状态)中,通 过向所需的电波方向进行指向性控制,能够恒定地确保良好的通信性能。因 此,在实施方式1中的便携式无线装置的特点,就是利用接收合成方式,使 用折叠型便携式电话的板状导体3以及板状导体4进行接收合成;以及,利 用选择组合供电方式,与通话状态连动地选择板状导体3或板状导体4中的 任意一个,并对所选择的板状导体(例如,板状导体3)与板状导体1设置 预定的相位差进行供电。通过利用这两种方式,除了能够实现下行通信的高 速传输,通过进行指向性控制,还能够在所需的方向上的电波中,确保较高 的天线辐射效率。
另外,虽然实施方式1中的便携式无线装置的接收合成采用了自适应合 成,但并不限定于此,如果是最大比合成或自适应等价合成等改善接收性能 的合成方式,无论是什么样的合成方式,都可以得到和实施方式1相同的效 果,这些都是不言而喻的。另外,在实施方式1中,虽然是以折叠型便携式 无线装置为例进行说明的,但并不限定于折叠型便携式无线装置,无论是滑 盖式的便携式电话或者组合直板式便携式电话等各种结构的便携式电话,都 可以得到和实施方式1相同的作用效果,这些也都是不言而喻的。
(实施方式2)
图6是本发明的实施方式2所涉及的折叠型便携式电话的结构图。图6 (a)是从后面看到的折叠型便携式电话的后面透视图,图6(b)则是图6(a) 中的B-B’剖视图。图6所示的便携式电话,相对于图1所示的便携式电话, 在板状导体1的系统中增加了收发共用器30,并且,在该收发共用器30的 接收系统中,增加了接收电路(接收单元)31。除此之外的结构要素和图1 相同,并赋予了相同的号码。因此,省略重复的说明。
图6中,高频信号从发送电路25通过功率分配器18进行分配,一方面, 通过移相器17以及收发共用器30,由匹配电路12向板状导体1供电。并且 在另一方面,从高频开关19的一个接点,通过收发共用器20,由匹配电路 11向板状导体3供电;以及从高频开关19的另一个接点,通过收发共用器 21,由匹配电路13向板状导体4供电。
另一方面,在接收系统中,从设置在板状导体3的一端的供电点14,经 由匹配电路11,从收发共用器20的接收侧获取接收信号,并经接收电路22 放大。还有,从设置在板状导体4的一端的供电点16,经由匹配电路13,从 收发共用器21的接收侧获取接收信号,并经接收电路23放大。再有,从设 置在板状导体1的一端的供电点15,经由匹配电路12,从收发共用器30的 接收侧获取接收信号,并经接收电路31放大。还有,经过接收电路22、接 收电路23以及接收电路31放大的各接收信号,通过解调器24用预定的加权 系数进行加权处理后,进行信号合成。
下面,有关如图6那样结构的便携式电话的天线动作进行说明,但省略 重复的说明。在进行发送时,进行和上述实施方式1同样的动作,可以得到 同样的效果。一方面,在进行接收时,通过板状导体3、板状导体4、以及板 状导体1分别接收到的高频信号,又分别通过接收电路22、接收电路23、以 及接收电路31被放大。并且,分别经过放大的每个接收信号,在解调器24 中,例如根据接收状态进行预定的加权处理,并且适当地调整每个接收信号 的相位,再进行高频信号合成。因此,根据来自三个天线(即,板状导体1、 板状导体3以及板状导体4)的接收信号的状态,进行合成接收分集,由此 能够提高接收性能,从而能够实现下行通信的高速传输。
如同实施方式2那样结构的便携式电话,其接收系统通过进行三个系统 的接收信号的自适应合成,使接收性能变得良好,从而实现下行通信的高速 传输;其发送系统在各种使用状态下,通过进行电波的指向性控制,能够确 保良好的通信性能。
如上所述,实施方式2所涉及的折叠型便携式电话,利用接收合成方式, 使用板状导体3、板状导体4、以及板状导体1进行接收合成;以及,利用选 择组合供电方式,与通话状态连动地选择板状导体3或板状导体4,对所选 择的板状导体(例如,板状导体3)和板状导体1,按已经具有预定相位差的 信号进行供电。通过利用这二种方式,除了能够实现下行通信的高速传输, 通过进行指向性控制,还能够在所需方向的电波中,确保较高的天线辐射效 率。
(实施方式3)
图7是本发明的实施方式3所涉及的折叠型便携式电话的结构图,图7 (a)是从后面看到的折叠型便携式电话的后面透视图,图7(b)则是图7(a) 中的C-C’剖视图。图7所示的便携式电话,是删除了图6所示的便携式电 话中的高频开关19、功率分配器18、以及移相器17,然后,新增加了给三 个系统分配信号的功率分配器40、移相器41、以及移相器42。除此之外的 结构要素和图6的结构要素相同,并赋予了相同的号码。因此,省略对与图 1和图6所示的便携式电话进行重复的说明。
图7中,在发送系统发送时,高频信号从发送电路25经过功率分配器 40分配给三个系统。第一系统是经由移相器41以及收发共用器20,从匹配 电路11向板状导体3供电。另外,第二系统是经由移相器42以及收发共用 器21,从匹配电路13向板状导体4供电。还有,第三系统是经由收发共用 器30,从匹配电路12向板状导体1供电。
下面,有关如图7那样结构的实施方式3的便携式电话的天线动作进行 说明。图8是图7所示的折叠型便携式电话的X-Y面的辐射特性图,它表示 相对于板状导体1,板状导体3的供电相位延迟了180度;相对于板状导体1, 板状导体4的供电相位延迟了90度时的电波的辐射特性。即,当用左手持便 携式电话进行通话时,确定移相器41以及移相器42的相位,使板状导体3 的供电相位相对于板状导体1,延迟180度;使板状导体4的供电相位相对 于板状导体1,延迟90度。另外,用于进行如上所述的相位角度控制的信号, 是通过用左手持便携式电话时,根据重力传感器26检测到的便携式电话的角 度信息、或者解调器24检测到的接收电平等,而自动地确定的。
这时的辐射图案,如图8所示,-X方向(即,背离头部的方向)的电 波增益最大,+X方向(头部方向)的电波变得最小。并且,在+Y方向(即, 背离肩部的方向)可以控制电波的指向性。即,在如图2所示的通话状态中, 当使用者的左手持着便携式电话已经在通话时,对头部方向(X轴方向)的 辐射大幅降低,同时可以控制与头部以及肩部的相反方向(-X轴方向和Y 轴方向)的电波的指向性。其结果,可以获得-3dB的高辐射效率,与不进 行指向性控制的情况相比较,可以将通话状态中的辐射效率提高3dB。
图9是图7所示的折叠型便携式电话的X-Y面的辐射特性图,相对于板 状导体1而言,板状导体3的供电相位延迟了90度;相对于板状导体1而言, 板状导体4的供电相位延迟了180度,图9就是表示这时的电波的辐射特性。 即,当用右手持便携式电话进行通话时,确定移相器41以及移相器42的相 位,使板状导体3的供电相位相对于板状导体1延迟90度;使板状导体4的 供电相位相对于板状导体1延迟180度。这时的辐射图案,如图9所示,- X方向(即,背离头部的方向)的电波增益最大,+X方向(头部方向)的 电波变得最小。并且,在-Y方向(即,背离肩部的方向)可以控制电波的指 向性。即,如图2所示,当使用者的右手持着便携式电话已经在通话时,对 头部方向的辐射强度大幅降低,同时可以控制与头部以及肩部的相反方向的 电波的指向性。其结果,可以获得-3dB的高辐射效率,与不进行指向性控 制的情况相比较,可以将通话状态中的辐射效率提高3dB。
图10是图7所示的折叠型便携式电话的X-Y面的辐射特性图,在确定 了移相器41以及移相器42的相位后,使板状导体3的供电相位相对于板状 导体1延迟90度;使板状导体4的供电相位相对于板状导体1延迟270度, 该图就表示这时的X-Y面的辐射特性。如图10所示,用左手持着便携式电 话在操作状态时的辐射图案,能够控制电波的指向性,在+Y方向上获得最 大增益。例如,在如图3所示的操作状态中,当在+Y方向上有公共基站时, 就能够获得良好的通信性能。
图11是图7所示的折叠型便携式电话的X-Y面的辐射特性图,在确定 了移相器41以及移相器42的相位后,使板状导体3的供电相位相对于板状 导体1延迟270度,使板状导体4的供电相位相对于板状导体1延迟90度, 该图就是表示这时的X-Y面的辐射特性。如图11所示,用右手持着便携式 电话在操作状态时的辐射图案,可以控制电波的指向性,在-Y方向上获得 最大增益。例如,在如图3所示的操作状态中,当在-Y方向上有公共基站 时,就可能够得良好的通信性能。
也就是说,根据本发明的实施方式3的便携式电话,对应于便携式电话 的使用状态和信号接收状态,自动地改变板状导体3以及板状导体4的供电 相位,同时控制电波的指向性,从而能够控制各种指向性。这样,对应于便 携式电话的使用状态,就能够进行指向性的控制,从而恒定地保持最佳的发 送性能。所以,与以往的便携式电话相比较,可以更进一步地提高发送性能。 另一方面,在进行接收时,通过进行与实施方式2相同的动作,就可以获得 同样的效果。
另外,如同实施方式3那样结构的便携式电话,其接收系统通过进行三 个系统的接收信号的自适应合成,使接收性能变得良好,从而能够实现下行 通信的高速传输。并且,其发送系统在各种使用状态下,通过对电波的指向 性进行控制,能够恒定地确保良好的通信性能。
综上所述,本发明的各实施方式所涉及的便携式无线装置,其接收系统 通过利用接收合成方式,对所使用的便携式无线装置的板状导体3、板状导 体4、以及板状导体1进行接收合成;其发送系统通过适应通信状态,相对 于板状导体1,向板状导体3以及板状导体4进行相位差供电,从而除了实 现下行通信的高速传输,还能够确保较高的天线辐射效率。
工业实用性
根据本发明,在使用者手持便携式无线装置的各种使用状态中,实现下 行通信的高速传输,并且能够确保较高的天线辐射效率,因此,本发明并不 限定于具有折叠型结构的便携式电话,还适用于其它各种结构的便携式电话, 可以提高它们的通信性能。
【专利文献1】日本专利申请特开2002-77006号公报
【专利文献2】日本专利申请特开2002-152115号公报
【专利文献3】日本专利申请特开2002-64314号公报
说明书是根据2004年5月31日申请的日本专利申请第2004-162157 号。其内容全部包含于此作为参考。
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