【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、主に複数の周波数帯において使用可能なマルチバンド無線機に関し、特に、広域通信（セルラー等）と狭域通信（無線ＬＡＮ等）の組み合わせのように、通信形態の異なる複数のシステムを統合するマルチバンド無線機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
セルラー用の無線端末に無線ＬＡＮシステムを統合した複数バンド無線機構成が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
図６は、特許文献１に記載されたアンテナ共用複数バンド無線機の概略ブロック図である。図６において、１０１はセルラーの周波数と無線ＬＡＮの周波数のデュアルバンド無線機、１０２ａ、１０２ｂはセルラーの周波数と無線ＬＡＮの周波数に対応したアンテナ、１０３ａ、１０３ｂはアンテナ共用器、１０４はセルラー送信部、１０５は無線ＬＡＮ部、１０６はセルラー受信部、１０７は制御部である。
【０００４】
以上のような構成で、以下その動作を説明する。セルラーの送受信においては、アンテナ１０２ａ、１０２ｂをそれぞれ送信用、受信用とし、アンテナ共用器１０３ａ、１０３ｂを通してそれぞれセルラー送信部１０４、セルラー受信部１０６に接続されている。一方、無線ＬＡＮの送受信においては、アンテナ１０２ａ、１０２ｂはアンテナ共用器１０３ａ、１０３ｂを通して共に無線ＬＡＮ部１０５に接続されている。
【０００５】
このような構成とすることによって、無線ＬＡＮ通信においてダイバーシチ構成をとることができ、無線ＬＡＮ部の受信性能を向上させることが可能となる。
【０００６】
【特許文献１】
特開２００１−２８５１１４号公報（第１図）
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
上記のような構成において、例えば５ＧＨｚ帯を用いた無線ＬＡＮシステム等を想定した場合、通信品質の確保や空間中での伝搬損失を補うため、無線ＬＡＮシステム使用時においてアンテナに指向性を持たせてアンテナ利得を向上させることが望ましい。しかしながら上記の構成では、セルラーと無線ＬＡＮのデュアルバンドアンテナを２本用いているため、両方のシステムにおいて同様のアンテナ指向性（無指向性）が得られることとなり、各システムに対して別々に適した指向特性を持たせることができない。よって無線ＬＡＮ用アンテナとしての大幅な利得向上は望めず、通信回線の確保のためには無線ＬＡＮの送信出力を上げる必要が生じ、消費電流が増えるという課題があった。
【０００８】
本発明は、上記のような課題を解決するために、セルラーと無線ＬＡＮのように、通信形態の異なる複数のシステムを統合したマルチバンド無線機において、無線ＬＡＮ等の狭域通信に使用するアンテナに指向性を持たせることで利得向上を図り、無線ＬＡＮシステムにおいても省電力化を実現しながら高品質な通信が可能なマルチバンド無線機構成を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するために、本発明は、第一の通信形態および第二の通信形態として、それぞれ広域通信（セルラー等）、狭域通信（無線ＬＡＮ等）を想定したときに、広域通信と狭域通信の両方の周波数帯で送受信可能なマルチバンドアンテナと、狭域通信の周波数帯で送受信可能なアンテナをマルチバンド無線機に配置したマルチバンド無線機構成において、狭域通信の周波数帯を送受信可能なアンテナの指向特性を単指向特性とし、かつ最大放射方向がマルチバンド無線機の天頂方向を向くよう、上記アンテナをマルチバンド無線機に配置する構成を具備することを特徴とする。
【００１０】
【発明の実施の形態】
本発明の請求項１に記載の発明は、通信に使用する周波数帯がそれぞれ異なる第一の通信形態および第二の通信形態で通信可能な第一のアンテナと、前記第二の通信形態で通信可能であって、指向性が単指向特性であり、かつ最大放射方向が本マルチバンド無線機の天頂方向である第二のアンテナと、前記第一のアンテナに接続されたアンテナ共用器と、前記アンテナ共用器に接続され前記第一の通信形態で通信する際に使用する第一の送受信部と、前記アンテナ共用器に接続され前記第二の通信形態で通信する際に使用する第二の送受信部とを有したことを特徴とするマルチバンド無線機である。このような構成により、第二の通信形態におけるアンテナ利得の向上が図られ、第二の通信形態を大容量のデータ伝送を行うような通信システムとしても、高品質な通信を確保できるという作用を有する。
【００１１】
本発明の請求項２に記載の発明は、複数の無線システムとしての第一の通信形態および第二の通信形態で通信可能な第一のアンテナと、前記第二の通信形態で通信可能であって、かつ指向性が単指向特性であり、かつ最大放射方向が本マルチバンド無線機の天頂方向である第二のアンテナと、前記第一のアンテナに接続されたアンテナ共用器と、前記アンテナ共用器に接続され前記第一の通信形態で通信する際に使用する第一の送受信部と、前記アンテナ共用器に接続され前記第二の通信形態で通信する際に使用する第二の送受信部と、前記第一の送受信部を第一の通信形態として想定されている複数システムのうち使用するシステムに切替える第一のシステム切替制御部と、前記第二の送受信部を第二の通信形態として想定されている複数システムのうち使用するシステムに切替える第二のシステム切替制御部とを有したことを特徴とするマルチバンド無線機である。このような構成により、第二の通信形態におけるアンテナ利得の向上が図られ、第二の通信形態を大容量のデータ伝送を行うような通信システムとしても、高品質な通信を確保でき、かつ第一の通信形態、第二の通信形態においてそれぞれ複数のシステムに対応できるという作用を有する。
【００１２】
本発明の請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の構成に対し、第一のアンテナが、第一の通信形態および第二の通信形態で使用する周波数帯において送受信可能なマルチバンドアンテナ構成とすることで、簡易な構成でマルチバンド無線機を実現できるという作用を有する。
【００１３】
本発明の請求項４に記載の発明は、請求項２に記載の構成に対し、第一のアンテナが、第一のシステム切替制御部および第二のシステム切替制御部からの制御信号によって選択された複数のシステムの周波数帯で送受信可能となるようアンテナ構成を変更できる周波数切替型デュアルバンドアンテナ構成とすることで、第一の通信形態および第二の通信形態の両方においてアンテナ特性を向上させ、より高品質な通信を可能とするという作用を有する。
【００１４】
本発明の請求項５に記載の発明は、請求項２に記載の構成に対し、第二のアンテナが第二の通信形態で使用する周波数帯において送受信可能なマルチバンドアンテナ構成とすることで、簡易な構成でマルチバンド無線機を実現できるという作用を有する。
【００１５】
本発明の請求項６に記載の発明は、請求項２に記載の構成に対し、第二のアンテナが、第二のシステム切替制御部からの制御信号によって選択された１つのシステムの周波数帯で送受信可能となるようアンテナ構成を変更することができることで、第二の通信形態においてアンテナ特性を向上させ、より高品質な通信を可能とするという作用を有する。
【００１６】
本発明の請求項７に記載の発明は、請求項１から６のいずれかに記載の構成に対し、第一のアンテナの指向特性を無指向性とすることで、第一の通信形態においては、従来と同等の通信品質を保ち、第二の通信形態においては、第二のアンテナとダイバーシチ構成をとることができるという作用を有する。
【００１７】
本発明の請求項８に記載の発明は、請求項１から７のいずれかに記載の構成に対し、第二のアンテナがパッチアンテナで構成されていることで、第二のアンテナを非常に簡単な構成としながら、第二の通信形態において高品質な通信を可能にできるという作用を有する。
【００１８】
本発明の請求項９に記載の発明は、請求項８に記載の構成に対し、前記パッチアンテナ素子は、放射導体板が天頂方向を向くように配置し、前記第二のアンテナの最大放射方向が本マルチバンド無線機の天頂方向とすることができるという作用を有する。
【００１９】
本発明の請求項１０に記載の発明は、請求項１から９のいずれかに記載の構成に対し、第二のアンテナがプリント八木アンテナで構成されていることで、マルチバンド無線機内のプリント基板上に形成できるため、マルチバンド無線機の部品点数を減らしながら、第二の通信形態において高品質な通信を可能にできるという作用を有する。
【００２０】
本発明の請求項１１に記載の発明は、請求項１から１０のいずれかに記載の構成に対し、第二のアンテナがマルチバンド無線機筐体の外側に配置された構成であることで、第二のアンテナがマルチバンド無線機筐体から受ける影響を抑え、安定したアンテナ特性を得られるという作用を有する。
【００２１】
本発明の請求項１２に記載の発明は、請求項１から１１のいずれかに記載の構成に対し、第一の通信形態および第二の通信形態の電波状況を示す表示部を備えることで、第二の通信形態において単指向性アンテナの最大放射方向を容易に第二の通信形態の基地局側に使用者が合わせることができるという作用を有する。
【００２２】
以下、本発明の実施の形態について、図１から図５を用いて説明する。
【００２３】
（実施の形態１）
図１は実施の形態１におけるマルチバンド無線機１の機能ブロック図を示すものである。本実施の形態においては、周波数の異なる第一の通信形態および第二の通信形態としてそれぞれ広域通信（セルラー等）、狭域通信（無線ＬＡＮ等）を選択した場合について説明する。図１において、２は第一の通信形態と第二の通信形態で送受信可能なマルチバンドアンテナ、３は第二の通信形態で送受信可能な単指向性アンテナ、４は第一の通信形態および第二の通信形態でアンテナを共用するアンテナ共用器、５は第一の送受信部、６は第二の送受信部、７は制御部、８は表示部、９は操作部である。
【００２４】
以上のような構成で、以下その動作を広域通信、狭域通信それぞれについて説明する。まず、広域通信については、受信時にはマルチバンドアンテナ２で受信したＲＦ信号はアンテナ共用器４を通して第一の送受信部５に伝送され、第一の送受信部５内で周波数変換、復調を行った後、制御部７でベースバンド処理が行われる。同様にして送信時は制御部７でベースバンド処理した信号を第一の送受信部５で変調、周波数変換し、変換されたＲＦ信号はアンテナ共用器４を通してマルチバンドアンテナ２から放射する。
【００２５】
次に狭域通信の送受信動作について説明する。受信時には、マルチバンドアンテナ２で受信しアンテナ共用器４を通ったＲＦ信号と、単指向性アンテナ３で受信したＲＦ信号の間でダイバーシチ受信を行い、受信電界強度の大きいＲＦ信号を第二の送受信部６で選択し、第二の送受信部６で周波数変換、復調を行った後、制御部７でベースバンド処理を行う。同様にして送信時は制御部７でベースバンド処理した信号を第二の送受信部６で変調、周波数変換し、変換されたＲＦ信号はアンテナから放射する。
【００２６】
ここで、無線ＬＡＮのような狭域通信では、動画像等の非常に大きなデータ伝送も行うため、例えば５．２ＧＨｚ帯を用いた無線ＬＡＮシステムでは数十Ｍｂｐｓ程度の伝送速度が想定されている。このような大容量伝送を安定的に行うためにはマルチバンド無線機１の受信感度を高める必要があり、これはマルチバンド無線機１のアンテナ利得を高めることによって達成できる。この点に関して詳細に説明する。
【００２７】
マルチバンドアンテナ２に無指向性のアンテナを用いることで、例えば、狭域通信の通信エリア内では待ち受け状態においてマルチバンド無線機１がいずれの角度に置かれていても基地局から送信された電磁波を受信することができる。しかしながら、実際に狭域通信において大容量データを送受信するためには、マルチバンド無線機１のアンテナ利得を高めることが望まれるが、無指向性のマルチバンドアンテナ２ではそれ以上のアンテナ利得の向上が見込めない。
【００２８】
一方、無線ＬＡＮのような狭域通信を利用する際には、マルチバンド無線機１と使用者１０の間には、図２に示すような位置関係が通常想定される。すなわち、使用者１０がマルチバンド無線機１を使用する際には、マルチバンド無線機１の表示部８の表示内容を確認しながら、操作部９を用いてマルチバンド無線機１を操作する方法が一般的である。このような状態において、マルチバンドアンテナ２を用いて送受信すると、マルチバンドアンテナ２から見て使用者１０方向に放射する電磁波は、使用者１０によって吸収あるいは散乱されるため、アンテナ利得を考慮する上では無駄となる。
【００２９】
そこで、例えば、単指向性アンテナ３に、図３（ａ）に示すようなパッチアンテナ素子１１を用いる場合を考える。図３（ａ）において、１２は接地導体板、１３は誘電体基板、１４は放射導体板、１５は給電点である。パッチアンテナ素子１１は図３（ｂ）に示すような単指向性を有しているため、例えば、パッチアンテナ素子１１を図４（ａ）に示すように、マルチバンド無線機１の天頂部に確保したアンテナ配置部１６に配置し、かつパッチアンテナ素子１１の放射導体板１４（最大放射方向）がマルチバンド無線機１の天頂方向（表示部８の表示面に対して水平方向で、かつ表示内容に対して上方向）を向くようにパッチアンテナ素子１１を配置することによって、使用者１０の前方方向においてはマルチバンドアンテナ２よりも利得向上を得ることができる。よって、例えば狭域通信システムの基地局が使用者１０の前方に位置しているときには、単指向性アンテナ３を用いることによって高品質な通信回線を確保でき、それ以外の場合には、マルチバンドアンテナ２を用いることによって連続的に通信を行うことができる。このとき、マルチバンドアンテナ２と単指向性アンテナ３の位置関係は、お互いの干渉を最小限に抑えるような位置関係が望ましい。また、例えば図２におけるマルチバンド無線機１の表示部８内に、従来のような広域通信の電波状況の表示とは別に、狭域通信の電波状況を表示させることによって、使用者１０は表示部８に表示された電波状況を確認しながら、体の向きやマルチバンド無線機１の向きを変更することで、容易に最適な電波状況を探すことができ、高品質な通信回線を確保することができる。
【００３０】
以上のように、マルチバンドアンテナ２および単指向性アンテナ３を用いてダイバーシチ受信を行うマルチバンド無線機１において、マルチバンドアンテナ２の指向性を無指向性とし、単指向性アンテナ３の最大放射方向をマルチバンド無線機１の天頂方向となるように配置することによって、広域通信システムは従来どおり利用でき、さらに無線ＬＡＮのような狭域通信システムが利用可能な領域においては、高品質な通信が可能になる。
【００３１】
なお、本実施の形態では、単指向性アンテナ３をマルチバンド無線機１に内蔵する構成として説明したが、その限りではなく、マルチバンド無線機１の天頂部の外側に配置した構成としても良い。例えば、図４（ｂ）に示すように単指向性アンテナ３をマルチバンド無線機１の筐体の外側に配置し、さらにアンテナ伸縮部１７を用いて単指向性アンテナ３をマルチバンド無線機１から離して使用することによって、単指向性アンテナ３とマルチバンドアンテナ２との干渉を抑圧し、さらにマルチバンド無線機１の金属フレームや他の回路部からの影響を最小限に抑え、良好なアンテナ特性を得ることができる。
【００３２】
なお、本実施の形態では、単指向性アンテナ３として、パッチアンテナ素子１１を用いた場合について説明したが、これに限る必要はなく、単指向性を有するアンテナ素子であれば良い。例えば、プリント基板上にエッチング等により形成されたプリント八木アンテナを用いても同様の効果が得られる。
【００３３】
また、本実施の形態では、マルチバンド無線機１で利用する通信システムを、広域通信と狭域通信それぞれ１システムとして説明しているが、それに限ることはなく、第一の送受信部５、第二の送受信部６ともに複数のシステムに対応できるような構成であっても良い。例えば、広域通信（セルラー等）としては、ＰＤＣ（８００ＭＨｚ帯）や ＧＳＭ方式（９００ＭＨｚ帯）、ＤＣＳ（１．８ＧＨｚ帯）、ＰＣＳ（１．９ＧＨｚ帯）等 複数のシステム（各国の通信方式）が存在し、狭域通信（無線ＬＡＮ等）としては、ＩＥＥＥ８０２．１１ｂ（２．４ＧＨｚ帯）、ＩＥＥＥ８０２．１１ａ（５．２ＧＨｚ帯）といったシステム（通信方式）が存在する。また、例えば広域通信では上記に示した複数のシステムのうち、２つ以上の方式に対応でき、狭域通信でも上記に示した複数のシステムのうち、２つ以上の方式に対応できるような無線機構成であっても良い。
【００３４】
このため、図５に示すように、第一の送受信部５および第二の送受信部６を、周波数帯あるいは送受信出力などを変更可能な構成とし、さらに第一のシステム切替制御部１８からの制御信号ａ、第二のシステム切替制御部１９からの制御信号ｂを用いて、第一の送受信部５および第二の送受信部６の特性を変更するような構成としても良い。またこのとき、マルチバンドアンテナ２は、想定されているすべてのシステムに対して送受信可能な特性のアンテナを用いても良いし、第一のシステム切替制御部１８からの制御信号ｃおよび第二のシステム切替制御部１９からの制御信号ｄによって、広域通信、狭域通信でそれぞれ使用する１周波数帯づつを送受信可能となるよう構成および特性を変更できるような構成のアンテナを用いても良い。さらに、単指向性アンテナ３は、想定されている第二の通信形態におけるすべてのシステムに対して送受信可能な特性のアンテナを用いても良いし、第二のシステム切替制御部１９からの制御信号ｄによって、使用する周波数でのみ送受信可能となるよう構成および特性を変更できるような構成のアンテナを用いても良い。上記のような構成とすることによって、一つの端末で広域通信、狭域通信それぞれに対して複数のシステムに対応することができる。
【００３５】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、第一のアンテナ（マルチバンドアンテナ）および第二のアンテナ（単指向性アンテナ）の２つのアンテナを備え、通信形態の異なる２つのシステムで送受信可能なマルチバンド無線機において、第二のアンテナの最大放射方向がマルチバンド無線機の天頂方向となるように第二のアンテナをマルチバンド無線機に配置することで、例えば、セルラー系のような広域通信システムと、無線ＬＡＮ系のような狭域通信システムを複合した場合、広域通信システムに関しては第一のアンテナを用いて従来と同等の通信を行うことができ、狭域通信システムに関しては第一のアンテナおよび第二のアンテナを用いることで通信時のアンテナ利得の向上が図れ、大容量のデータ伝送を高品質に行うことができるという有利な効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態によるマルチバンド無線機の機能ブロック図
【図２】本発明の一実施の形態による無線ＬＡＮ使用時におけるマルチバンド無線機と使用者との位置関係の一例を示す図
【図３】本発明の一実施の形態によるパッチアンテナの概略構造およびその指向特性を示す図
【図４】本発明の一実施の形態によるマルチバンド無線機と単指向性アンテナの位置関係の一例を示す図
【図５】本発明の一実施の形態によるマルチバンド無線機の機能ブロック図
【図６】従来のデュアルバンド無線機の機能ブロック図
【符号の説明】
１ マルチバンド無線機
２ マルチバンドアンテナ
３ 単指向性アンテナ
４ アンテナ共用器
５ 第一の送受信部
６ 第二の送受信部
７ 制御部
８ 表示部
９ 操作部
１０ 使用者
１１ パッチアンテナ素子
１２ 接地導体板
１３ 誘電体基板
１４ 放射導体板
１５ 給電点
１６ アンテナ配置部
１７ アンテナ伸縮部
１８ 第一のシステム切替制御部
１９ 第二のシステム切替制御部
１０１ デュアルバンド無線機
１０２ａ、ｂ アンテナ
１０３ａ、ｂ アンテナ共用器
１０４ セルラー送信部
１０５ 無線ＬＡＮ部
１０６ セルラー受信部
１０７ 制御部[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a multi-band wireless device that can be mainly used in a plurality of frequency bands, and in particular, to a plurality of systems having different communication modes, such as a combination of a wide-area communication (such as cellular) and a narrow-area communication (such as wireless LAN). And a multi-band wireless device integrating the same.
[0002]
[Prior art]
A multi-band wireless device configuration in which a wireless LAN system is integrated with a cellular wireless terminal has been proposed (for example, see Patent Document 1).
[0003]
FIG. 6 is a schematic block diagram of an antenna-shared multi-band radio described in Patent Document 1. In FIG. 6, reference numeral 101 denotes a dual-band wireless device of a cellular frequency and a wireless LAN frequency, 102a and 102b denote antennas corresponding to the cellular frequency and the wireless LAN frequency, 103a and 103b denote antenna duplexers, and 104 denotes a cellular transmitter. , 105 is a wireless LAN unit, 106 is a cellular reception unit, and 107 is a control unit.
[0004]
The operation of the above configuration will be described below. In cellular transmission / reception, antennas 102a and 102b are used for transmission and reception, respectively, and are connected to cellular transmitter 104 and cellular receiver 106 via antenna duplexers 103a and 103b, respectively. On the other hand, in wireless LAN transmission / reception, the antennas 102a and 102b are both connected to the wireless LAN unit 105 through the antenna duplexers 103a and 103b.
[0005]
By adopting such a configuration, a diversity configuration can be adopted in the wireless LAN communication, and the reception performance of the wireless LAN unit can be improved.
[0006]
[Patent Document 1]
JP 2001-285114 A (FIG. 1)
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
In the above configuration, for example, when a wireless LAN system using a 5 GHz band is assumed, in order to secure communication quality and compensate for propagation loss in space, the antenna has directivity when the wireless LAN system is used. It is desirable to improve the antenna gain. However, in the above configuration, since two dual-band antennas for cellular and wireless LAN are used, the same antenna directivity (omnidirectionality) can be obtained in both systems, which is suitable for each system separately. Directional characteristics cannot be provided. Therefore, a significant gain improvement as a wireless LAN antenna cannot be expected, and it is necessary to increase the transmission output of the wireless LAN in order to secure a communication line, resulting in a problem that current consumption increases.
[0008]
An object of the present invention is to provide an antenna used for narrow-band communication such as wireless LAN in a multi-band wireless device integrating a plurality of systems having different communication modes, such as cellular and wireless LAN, in order to solve the above-described problems. It is an object of the present invention to provide a multi-band wireless device configuration that enables high-quality communication while realizing power saving even in a wireless LAN system, by improving the gain by providing directivity.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-mentioned problems, the present invention provides a wide-area communication when a wide-area communication (cellular or the like) and a narrow-area communication (wireless LAN or the like) are assumed as the first communication mode and the second communication mode, respectively. In a multi-band radio configuration in which a multi-band antenna capable of transmitting and receiving in both frequency bands for narrowband communication and an antenna capable of transmitting and receiving in a narrow-band communication frequency band are arranged in a multi-band radio, The antenna has a configuration in which the directional characteristics of the antenna capable of transmitting and receiving the signal are unidirectional, and the antenna is arranged in the multi-band radio so that the maximum radiation direction is directed to the zenith direction of the multi-band radio.
[0010]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
The invention according to claim 1 of the present invention is characterized in that a first antenna capable of performing communication in a first communication mode and a second communication mode in which frequency bands used for communication are different from each other, and a communication in the second communication mode Possible, the directivity is a unidirectional characteristic, and the second antenna whose maximum radiation direction is the zenith direction of the present multi-band radio, an antenna duplexer connected to the first antenna, A first transmitting and receiving unit connected to the antenna sharing device and used when communicating in the first communication mode, and a second transmitting and receiving device connected to the antenna sharing device and used when communicating in the second communication mode And a multi-band wireless device. With such a configuration, the antenna gain in the second communication mode is improved, and even when the second communication mode is used as a communication system that performs large-capacity data transmission, high-quality communication can be ensured. Have.
[0011]
The invention according to claim 2 of the present invention is capable of communicating with a first antenna capable of communicating in a first communication mode and a second communication mode as a plurality of wireless systems, and communicating in the second communication mode. A second antenna whose directivity is unidirectional, and whose maximum radiation direction is the zenith direction of the multiband radio, an antenna duplexer connected to the first antenna, A first transmitting / receiving unit used when communicating in the first communication mode connected to a device, and a second transmitting / receiving unit used when communicating in the second communication mode connected to the antenna duplexer. A first system switching control unit that switches the first transmitting / receiving unit to a system to be used among a plurality of systems assumed as a first communication mode, and the second transmitting / receiving unit as a second communication mode. Are multiple It is a multi-band radio, characterized in that and a second system switching control unit for switching the system to be used out of the stem. With such a configuration, the antenna gain in the second communication mode is improved, and even if the second communication mode is used as a communication system that performs large-capacity data transmission, high-quality communication can be ensured. The first communication mode and the second communication mode have an effect of being able to cope with a plurality of systems.
[0012]
According to a third aspect of the present invention, in the configuration according to the second aspect, the first antenna is a multi-band capable of transmitting and receiving in a frequency band used in the first communication mode and the second communication mode. The antenna configuration has an effect that a multiband wireless device can be realized with a simple configuration.
[0013]
According to a fourth aspect of the present invention, in the configuration according to the second aspect, the first antenna is selected by a control signal from the first system switching control unit and the second system switching control unit. By using a frequency-switching dual-band antenna configuration that can change the antenna configuration to be able to transmit and receive in the frequency band of multiple systems, to improve the antenna characteristics in both the first communication mode and the second communication mode, It has the effect of enabling higher quality communication.
[0014]
According to a fifth aspect of the present invention, in the configuration of the second aspect, the second antenna has a multi-band antenna configuration capable of transmitting and receiving in a frequency band used in the second communication mode. This has the effect that a multi-band radio can be realized with a simple configuration.
[0015]
According to a sixth aspect of the present invention, in the configuration according to the second aspect, the second antenna has a frequency band of one system selected by a control signal from the second system switching control unit. Since the antenna configuration can be changed so that transmission and reception can be performed, the antenna characteristics are improved in the second communication mode, and higher quality communication is enabled.
[0016]
According to a seventh aspect of the present invention, in the first communication mode, the directional characteristic of the first antenna is made non-directional with respect to the configuration according to any one of the first to sixth aspects. In the second communication mode, it is possible to maintain a communication quality equivalent to that of the related art and to adopt a diversity configuration with the second antenna.
[0017]
The invention according to claim 8 of the present invention is very simple in that the second antenna is configured by a patch antenna with respect to the configuration according to any one of claims 1 to 7. While having a simple configuration, it is possible to achieve high-quality communication in the second communication mode.
[0018]
According to a ninth aspect of the present invention, in the configuration according to the eighth aspect, the patch antenna element is arranged so that a radiation conductor plate faces a zenith direction, and a maximum radiation direction of the second antenna is provided. Has the effect that it can be set to the zenith direction of the present multi-band radio.
[0019]
According to a tenth aspect of the present invention, in addition to the configuration according to any one of the first to ninth aspects, the second antenna is configured by a printed Yagi antenna, so that a printed circuit board in the multi-band wireless device is provided. Since it can be formed above, it has the effect of enabling high quality communication in the second communication mode while reducing the number of components of the multi-band radio.
[0020]
According to an eleventh aspect of the present invention, in the configuration according to any one of the first to tenth aspects, the second antenna is arranged outside the multi-band radio housing. This has the effect of suppressing the influence of the second antenna from the housing of the multi-band wireless device and obtaining stable antenna characteristics.
[0021]
According to a twelfth aspect of the present invention, in addition to the configuration according to any one of the first to eleventh aspects, a display unit that indicates a radio wave state of the first communication mode and the second communication mode is provided, In the second communication mode, the user can easily adjust the maximum radiation direction of the unidirectional antenna to the base station side of the second communication mode.
[0022]
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 5.
[0023]
(Embodiment 1)
FIG. 1 shows a functional block diagram of a multi-band wireless device 1 according to the first embodiment. In the present embodiment, a case where wide-area communication (cellular or the like) and narrow-area communication (wireless LAN or the like) are selected as the first communication mode and the second communication mode having different frequencies, respectively, will be described. In FIG. 1, 2 is a multi-band antenna capable of transmitting and receiving in a first communication mode and a second communication mode, 3 is a unidirectional antenna capable of transmitting and receiving in a second communication mode, and 4 is a first and second communication modes. An antenna duplexer that shares an antenna in the second communication mode, 5 is a first transmitting / receiving section, 6 is a second transmitting / receiving section, 7 is a control section, 8 is a display section, and 9 is an operation section.
[0024]
With the configuration as described above, the operation will be described below for wide area communication and narrow area communication. First, with respect to wide-area communication, at the time of reception, an RF signal received by the multiband antenna 2 is transmitted to the first transmission / reception unit 5 through the antenna duplexer 4 and subjected to frequency conversion and demodulation in the first transmission / reception unit 5. , A baseband process is performed by the control unit 7. Similarly, at the time of transmission, the signal subjected to baseband processing by the control unit 7 is modulated and frequency-converted by the first transmission / reception unit 5, and the converted RF signal is radiated from the multiband antenna 2 through the antenna duplexer 4.
[0025]
Next, the transmission / reception operation of the short range communication will be described. At the time of reception, diversity reception is performed between an RF signal received by the multi-band antenna 2 and passed through the antenna duplexer 4 and an RF signal received by the unidirectional antenna 3, and an RF signal having a large received electric field strength is converted to a second signal. After selecting by the transmitting / receiving unit 6 and performing frequency conversion and demodulation by the second transmitting / receiving unit 6, the control unit 7 performs baseband processing. Similarly, at the time of transmission, the signal subjected to baseband processing by the control unit 7 is modulated and frequency-converted by the second transmission / reception unit 6, and the converted RF signal is radiated from the antenna.
[0026]
Here, in a short-range communication such as a wireless LAN, very large data such as a moving image is also transmitted. Therefore, for example, a transmission speed of about several tens Mbps is assumed in a wireless LAN system using a 5.2 GHz band. . In order to stably perform such large-capacity transmission, it is necessary to increase the reception sensitivity of the multi-band wireless device 1, and this can be achieved by increasing the antenna gain of the multi-band wireless device 1. This will be described in detail.
[0027]
By using an omni-directional antenna as the multi-band antenna 2, for example, the electromagnetic wave transmitted from the base station regardless of the angle of the multi-band wireless device 1 in the standby state in the communication area of the short-range communication Can be received. However, in order to actually transmit and receive a large amount of data in narrow-area communication, it is desired to increase the antenna gain of the multi-band radio 1, but the omnidirectional multi-band antenna 2 further increases the antenna gain. Can not be expected.
[0028]
On the other hand, when using short-range communication such as a wireless LAN, a positional relationship as shown in FIG. 2 is usually assumed between the multi-band wireless device 1 and the user 10. That is, when the user 10 uses the multi-band wireless device 1, the user operates the multi-band wireless device 1 using the operation unit 9 while checking the display contents of the display unit 8 of the multi-band wireless device 1. Is common. When transmission and reception are performed using the multiband antenna 2 in such a state, electromagnetic waves radiated in the direction of the user 10 as viewed from the multiband antenna 2 are absorbed or scattered by the user 10. Then it becomes useless.
[0029]
Thus, for example, consider a case where a patch antenna element 11 as shown in FIG. In FIG. 3A, 12 is a ground conductor plate, 13 is a dielectric substrate, 14 is a radiation conductor plate, and 15 is a feed point. Since the patch antenna element 11 has unidirectionality as shown in FIG. 3 (b), for example, as shown in FIG. 4 (a), the patch antenna element 11 is placed on the zenith of the multi-band wireless device 1. Arranged in the secured antenna arrangement section 16, and the radiation conductor plate 14 (maximum radiation direction) of the patch antenna element 11 is in the zenith direction of the multi-band radio 1 (horizontal direction with respect to the display surface of the display unit 8) By arranging the patch antenna element 11 so as to face (upward with respect to the content), a gain improvement can be obtained in the forward direction of the user 10 as compared with the multiband antenna 2. Therefore, for example, when the base station of the narrow area communication system is located in front of the user 10, a high-quality communication line can be secured by using the unidirectional antenna 3, and otherwise, a multiband Communication can be performed continuously by using the antenna 2. At this time, the positional relationship between the multiband antenna 2 and the unidirectional antenna 3 is preferably such that mutual interference is minimized. Also, for example, by displaying the radio wave condition of the narrow-band communication in the display unit 8 of the multi-band wireless device 1 in FIG. By changing the orientation of the body and the orientation of the multi-band wireless device 1 while checking the radio wave condition displayed on the unit 8, it is possible to easily search for the optimum radio wave condition and secure a high-quality communication line. be able to.
[0030]
As described above, in the multiband radio 1 that performs diversity reception using the multiband antenna 2 and the unidirectional antenna 3, the directivity of the multiband antenna 2 is set to be non-directional, and the maximum radiation of the unidirectional antenna 3 is set. By arranging the direction so as to be in the zenith direction of the multi-band wireless device 1, a wide-area communication system can be used as before, and high-quality communication can be performed in an area where a narrow-area communication system such as a wireless LAN can be used. Becomes possible.
[0031]
In the present embodiment, the unidirectional antenna 3 is described as being built in the multi-band wireless device 1, but the present invention is not limited to this, and a configuration in which the unidirectional antenna 3 is arranged outside the zenith of the multi-band wireless device 1 may be used. . For example, as shown in FIG. 4B, the unidirectional antenna 3 is arranged outside the housing of the multi-band wireless device 1, and the unidirectional antenna 3 is further connected to the multi-band wireless device 1 by using the antenna expansion / contraction unit 17. When used away from the antenna, the interference between the unidirectional antenna 3 and the multi-band antenna 2 is suppressed, and the influence of the metal frame and other circuit parts of the multi-band radio 1 is minimized. Antenna characteristics can be obtained.
[0032]
In the present embodiment, the case where the patch antenna element 11 is used as the unidirectional antenna 3 has been described. However, the present invention is not limited to this, and an antenna element having unidirectionality may be used. For example, a similar effect can be obtained by using a printed Yagi antenna formed on a printed board by etching or the like.
[0033]
Further, in the present embodiment, the communication system used by the multi-band wireless device 1 is described as one system for each of the wide area communication and the narrow area communication. However, the present invention is not limited to this. The two transmitting / receiving units 6 may be configured to be compatible with a plurality of systems. For example, as the wide area communication (cellular etc.), there are a plurality of systems (communication systems in each country) such as PDC (800 MHz band), GSM system (900 MHz band), DCS (1.8 GHz band), PCS (1.9 GHz band). There are systems (communication systems) such as IEEE802.11b (2.4 GHz band) and IEEE802.11a (5.2 GHz band) as narrow-area communication (wireless LAN and the like). In addition, for example, wireless communication that can support two or more of the above-described systems in wide-area communication and that can handle two or more of the above-described systems in narrow-area communication It may be a machine configuration.
[0034]
For this reason, as shown in FIG. 5, the first transmission / reception unit 5 and the second transmission / reception unit 6 are configured such that the frequency band or the transmission / reception output can be changed, and the control from the first system switching control unit 18 is performed. The configuration may be such that the characteristics of the first transmitting / receiving unit 5 and the second transmitting / receiving unit 6 are changed using the signal a and the control signal b from the second system switching control unit 19. At this time, the multi-band antenna 2 may use an antenna having characteristics capable of transmitting and receiving to all assumed systems, or the control signal c from the first system switching control unit 18 and the second An antenna having a configuration and a configuration capable of changing characteristics so as to enable transmission and reception of each frequency band used in wide-area communication and narrow-area communication, respectively, according to a control signal d from the system switching control unit 19 may be used. Further, as the unidirectional antenna 3, an antenna having characteristics capable of transmitting and receiving to all systems in the assumed second communication mode may be used, or a control signal from the second system switching control unit 19 may be used. Depending on d, an antenna having a configuration and a configuration that can change characteristics so that transmission and reception can be performed only at the frequency to be used may be used. With the above configuration, one terminal can support a plurality of systems for each of the wide area communication and the narrow area communication.
[0035]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, a multi-band that includes two antennas, a first antenna (multi-band antenna) and a second antenna (unidirectional antenna), and can transmit and receive in two systems having different communication modes In the radio, by arranging the second antenna in the multi-band radio such that the maximum radiation direction of the second antenna is the zenith direction of the multi-band radio, for example, with a wide area communication system such as a cellular system When a short-range communication system such as a wireless LAN system is combined, the same communication can be performed using a first antenna for a wide-area communication system and a first antenna for a narrow-area communication system. By using the second antenna, it is possible to improve the antenna gain at the time of communication and to perform high-capacity data transmission with high quality. Effect can be obtained.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a functional block diagram of a multi-band wireless device according to one embodiment of the present invention; FIG. 2 is an example of a positional relationship between the multi-band wireless device and a user when using a wireless LAN according to one embodiment of the present invention; FIG. 3 is a diagram showing a schematic structure of a patch antenna according to an embodiment of the present invention and a directional characteristic thereof. FIG. 4 is a diagram showing positions of a multi-band radio and a unidirectional antenna according to an embodiment of the present invention. FIG. 5 is a functional block diagram of a multi-band wireless device according to an embodiment of the present invention. FIG. 6 is a functional block diagram of a conventional dual-band wireless device.
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Multi-band radio 2 Multi-band antenna 3 Unidirectional antenna 4 Antenna duplexer 5 First transmission / reception unit 6 Second transmission / reception unit 7 Control unit 8 Display unit 9 Operation unit 10 User 11 Patch antenna element 12 Ground conductor plate Reference Signs List 13 Dielectric substrate 14 Radiating conductor plate 15 Feeding point 16 Antenna arrangement part 17 Antenna expansion / contraction part 18 First system switching control part 19 Second system switching control part 101 Dual band radios 102a, b Antenna 103a, b Antenna duplexer 104 Cellular transmitting unit 105 Wireless LAN unit 106 Cellular receiving unit 107 Control unit
