CN100345335C - 便携式电话装置及其控制方法 - Google Patents

Abstract

便携式电话装置的发送部，采用至少2个天线，让发射方向图的主瓣实质上成为与喇叭的声音发射方向相反的方向，并且与励振一个天线时相比较在增大平均有效增益的情况下，通过用指定的振幅比以及相位差同时励振上述各天线进行无线信号的发射。在此，上述发送，只是在通话的发送时，励振上述各天线。又，上述便携式电话装置的接收部，采用上述至少2个天线接收无线信号，采用分集接收方式，从上述各天线所接收的无线信号中选择最大电平的无线信号进行接收。

Description

便携式电话装置及其控制方法

技术领域

本发明涉及一种便携式电话装置，特别涉及用于便携式电话系统中的至少具有2个天线的便携式电话装置。

背景技术

近来，采用便携式电话装置等的移动通信系统得到迅速发展。一般在移动通信系统中所接收的电波是来自波源的直接波和经过途中的障碍物反射的反射波所构成的多重波，这时，由于衰减引起接收灵敏度劣化。为此，数字便携式电话系统中为减轻衰减，进行分集接收。

图19是表示现有技术的便携式电话装置的构成的方框图，图20是表示图19所示便携式电话装置的仿真分析模型的立体图。

在图19中，在该便携式电话装置的框体201的上部，设置有从供电点203向上方向延伸的外部天线的鞭状天线202，鞭状天线202的供电点203通过供电电缆209以及发送/接收切换切换开关204的接点a，与具有话筒306的无线发送电路205连接，同时通过供电电缆209以及发送/接收切换开关204的接点b与接收分集电路207连接，在接收分集电路207中，内藏在框体201的内部的内部天线的板状逆F天线206和具有喇叭305的无线接收电路208。

在图20中，在该便携式电话装置的正面201a上，在其上部设置有接近作为用户的人的耳朵的喇叭212，在其下部设置有接近人的嘴的话筒211。又，位于喇叭212的上部的框体201的上面四角中的一个角附近设置有鞭状天线202。

另一方面，在与上述正面201a对向的背面201b的上部，在框体201内设置有板状逆F天线206。此外，由于图20为仿真用分析模型，板状逆F天线206位于框体201的背面201b的外侧，而在实际便携式电话装置中，板状逆F天线206设置在框体201的背面201b的内侧。该板状逆F天线206与框体201的背面平行，由供电针206支撑的矩形状导体板206所构成，该导体板206的上侧边的中央部通过供电针208与图19所示接收分集电路207连接，同时导体板206的中央部通过短路针206c接地。

在以上构成的便携式电话装置中，在发送时，发送/接收切换开关204由该便携式电话装置的控制器(图中未画出)切换到接点a侧，这时，将输入到话筒306中的声音信号进行调制后的无线信号从无线接收电路205通过发送/接收切换开关204输出到鞭状天线202。另一方面，在接收时，发送/接收切换开关204由控制器切换到接点b侧，这时，鞭状天线202所接收的无线信号通过发送/接收切换开关204的接点b输入到接收分集电路207，同时板状逆F天线206所接收的无线信号输入到接收分集电路207。接收分集电路207选择由鞭状天线202所接收的无线信号和由板状逆F天线206所接收的无线信号中的电平大的无线信号，并将所选择的无线信号输出到无线接收电路208中。然后，无线接收电路208将所接收的无线信号解调成声音信号，向喇叭305输出。

如以上所述，在该便携式电话装置中，在接收时从2个天线202、206中选择电平大的所接收的无线信号，而发送时，只使用鞭状天线202。

在该图20的分析模型中，框体201具有高度125mm、宽度35mm、深度20mm的长方体形状，这时，以鞭状天线202的供电点203作为XYZ坐标系的原点，鞭状天线202的长轴方向作为Z轴方向。这时，-X方向与喇叭212的声音放射方向平行，是从喇叭212向人体的头部、特别是耳朵的方向。X方向是与喇叭212的声音放射方向相反的方向。

图21、图22以及图23分别表示从图19以及图20所示的便携式电话装置所发射的电波在自由空间中在X-Y平面、X-Z平面以及Y-Z平面上的发射方向性。

在该仿真中，通过向供电点203输入无线信号励振鞭状天线202时的发射方向性采用周知的瞬间法进行解析。在此，无线信号的频率为900MHz，框体201、鞭状天线202、板状逆F天线206由导体构成，为了减少计算时间，采用线栅格等对该分析模型进行等价置换，进行仿真(例如，参见现有技术文献1[小川晃一等、“在考虑了人体头部、手以及肩的影响的便携式终端分集器中π/4移相QPSK误码率特性”，电子情报通信学会技术报告，A·P99-110，RC88-107，1999年10月])。

从图21到图23表明，X-Y面的电场的θ方向成份E_θ基本上是无方向性。

便携式电话装置的外部天线，如上所述，例如采用鞭状天线202等，为了在待机时各个方向发来的信号都可以接收，其方向性希望是等方向性(即在水平面内无方向性)。但是，由于鞭状天线202在喇叭212的附近，会受到人体耳朵或者头部的影响，使得特性劣化。并且，头部对电波的吸收也成为很大的问题。

图24是表示携带了图19以及图20所示的便携式电话装置的人体模型构成的侧视图，图25是表示携带了图19以及图20所示的便携式电话装置的人体模型构成的主视图。

在图24以及图25中，仿真用的人体模型，为考虑人体的肩对天线发射方向性的影响，采用包括头部302、左肩部303、手部304的构成，头部和左肩综合起来的上半身模型作为人体模型使用。在此，头部302近似为直径为180mm、高度为250mm的圆柱形状，左肩部303近似为梯柱形状。在此，在左肩部303中，人体的前后方向的纵截面为梯形形状。又，拿便携式电话装置的人体模型的手部304具有厚度为20mm、高度为80mm的コ字形状，与框体201的侧面以及板状逆F天线203的导电板206之间具有10mm的间隔，手部304覆盖框体201的下部。进一步，耳朵假定位于头部302的侧面的中心P位置，便携式电话装置与头部302和框体201之间的间隔为2cm，便携式电话装置的长轴方向与垂直方向所成的夹角为60度，为在上述侧面中心P的周围转动的状态。在此，人体模型的各部302、303、304的介电常数为42，为减少该人体模型的计算时间，采用线栅格等价置换，进行仿真，通过向供电点203输入无线信号励振鞭状天线202时的发射方向性采用周知的瞬间法进行解析。

图26、图27以及图28分别表示由图24以及图25所示人体模型携带图19以及图20所示便携式电话装置时，从该便携式电话装置所发射的电波在X-Y平面、X-Z平面以及Y-Z平面上的发射方向性。

将图26到图28的结果与图21到图23的结果进行比较，接近人体时的手及装置的发射方向图，与在自由空间的情况相比较要小，发射方向性变差。由该仿真得知输入到鞭状天线202的功率中，由人体模型的头部302所造成的损失为18.3％，由人体模型的左肩部303所造成的损失为1.9％，由人体模型的手部304所造成的损失为0.3％，由人体模型的头部302所造成的损失大约占整体损失的2成。

又，计算了这时的平均有效增益Ge(MEG：Mean Effective Gain)。该平均有效增益Ge是在多重波传输路径内移动的天线的有效增益定式化后的结果，在现有技术文献2[小川晃一等、“移动通信环境中便携式电话用分集天线的平均有效增益解析”，电子情报通信学会论文杂志，Vol.J81-B-II，No.10，pp.897-905，1998年10月]中有以下记载。

即，平均有效增益Ge由下式表示。

$G_e=\frac{P_{\mathrm{rec}}}{P_1+P_2}---\left(1\right)$

式中，P_rec为天线的平均接收功率。P₁为对于θ成分偏波具有均向性的方向性的天线在多重传输路径内的平均接收功率，同样，P₂为对于φ成分偏波具有均向性的方向性的天线在多重传输路径内的平均接收功率。因此，P₁+P₂表示天线放置空间中传来电波功率的总和。平均接收功率P_rec在现有技术文献3[W.C.Jakes，“Microwave MobileCommunications”，pp.133-140，IEEE Press，1974]中获取，由下式给出。

$P_{\mathrm{rec}}={\∫}_0^{2\mathrm{\π}}{\∫}_0^{\mathrm{\π}}\{P_1{G}_{\mathrm{\θ}}\left(\mathrm{\Ω}\right)P_{\mathrm{\θ}}\left(\mathrm{\Ω}\right)+P_2{G}_{\mathrm{\φ}}\left(\mathrm{\Ω}\right)P_{\mathrm{\φ}}\left(\mathrm{\Ω}\right)\}\mathrm{d\Ω}---\left(2\right)$

式中，Ω表示球面坐标系中的坐标点(θ，φ)，dΩ＝sinθdθdφ。G_θ(Ω)、G_φ(Ω)分别表示天线的功率增益方向性的θ成分以及φ成分。又，P_θ(Ω)、P_φ(Ω)为向天线入射的入射波的θ成分以及φ成分的角密度函数。对于垂直(θ)以及水平(φ)各偏波，具有均向性的方向性的天线所接收的平均接收功率的比定义为交叉偏波功率比XPR，由下式表示。

$\mathrm{XPR}=\frac{P_1}{P_2}---\left(3\right)$

根据上式(3)到式(5)，平均有效增益Ge由下式表示(例如，参见现有技术文献4[T.Taga，“Analysis for mean effective gain of mobile antennas inland mobile radio environments”，IEEE Transaction，Vol.VT-39，No.2，pp.117-131，1990])。

$G_e={\∫}_0^{2\mathrm{\π}}{\∫}_0^{\mathrm{\π}}[\frac{\mathrm{XPR}}{1+\mathrm{XPR}}{G}_{\mathrm{\θ}}\left(\mathrm{\Ω}\right)P_{\mathrm{\θ}}\left(\mathrm{\Ω}\right)+\frac{1}{1+\mathrm{XPR}}{G}_{\mathrm{\φ}}\left(\mathrm{\Ω}\right)P_{\mathrm{\φ}}\left(\mathrm{\Ω}\right)]\mathrm{d\Ω}---\left(4\right)$

式中，G_θ(Ω)、G_φ(Ω)由上述线栅格模型求出。又，P_θ(Ω)、P_φ(Ω)，在假定入射波的垂直以及水平偏波成分在方位角方向为均匀分布，而在仰角方向为高斯分布的情况下，由下式给出。

$P_{\mathrm{\θ}}=A_{\mathrm{\θ}}\exp \left[\frac{{\{\mathrm{\θ}-(\frac{\mathrm{\π}}{2}-m_V)\}}^2}{2{\mathrm{\σ}}_V^2}\right]---\left(5\right)$

$P_{\mathrm{\φ}}=A_{\mathrm{\φ}}\exp \left[\frac{{\{\mathrm{\θ}-(\frac{\mathrm{\π}}{2}-m_H)\}}^2}{{2\mathrm{\σ}}_H^2}\right]---\left(6\right)$

式中，A_θ、A_φ为比例常数，M_V、M_H分别为θ、φ各偏波成分分布的平均仰角，σ_V、σ_H为θ、φ各偏波成分的标准偏差。

对于以上定义的平均有效增益Ge，采用上式(4)，对该便携式电话装置接近上述人体模型时的情况进行了计算。这时，交叉偏波功率比XPR＝6(市街地的代表值)，如果假定入射波的垂直·水平偏波成分在方位角方向为均匀分布，在仰角为30°(一般在0°到40°的范围内存在)的方向上为标准偏差20度的高斯分布，在图26到图28所示的发射方向性中的平均有效增益Ge为-4.6dBi，比较小。

本发明的第1目的在于解决以上问题，提供一种在具有至少两个天线的便携式电话装置中、对于喇叭的声音发射方向可以减轻无线信号的发射的便携式电话装置及其控制方法。

又，本发明的第2目的在于解决以上问题，提供一种在具有至少两个天线的便携式电话装置中、可以控制便携式电话装置比现有技术能进一步增大平均有效增益Ge的便携式电话装置及其控制方法。

发明内容

为了解决上述问题，本发明的便携式电话装置，包括第一天线和第二天线，其特征在于：所述第一和第二天线都是内部天线并且设置在框体的内部，在该框体内设置喇叭，其中所述便携式电话装置还包括：接收装置，用于使用所述两个天线来接收无线信号，并且用于输出使用分集接收系统获得的具有最大电平的无线信号；以及发送装置，用于通过同时励振所述第一天线和第二天线处理和发送无线信号，以获得具有其主瓣指向方向X的发射方向图的发送的信号，该方向X与喇叭的声音发射方向-X相反。

在上述便携式电话装置中，其特征是所述发送装置优选通过用指定的振幅比以及相位差同时励振上述各天线、与励振1个天线时相比较使得平均有效增益增大、来发射无线信号。

又，在上述便携式电话装置中，其特征是所述发送装置优选只是在通话的发送时励振上述各天线。

进一步，在上述便携式电话装置中，其特征是优选还包括采用所述至少2个天线接收无线信号的、采用分集接收方式选择接收具有所述各天线所接收的无线信号中最大电平的无线信号的接收装置。

又进一步，在上述便携式电话装置中，其特征是所述至少2个天线优选包括设置在所述便携式电话装置的框体外的外部天线、和内藏在所述便携式电话装置的框体内的内部天线。

在上述便携式电话装置中，其特征是所述外部天线为半波长鞭状天线，所述内部天线为板状逆F天线。在此，其特征是上述外部天线由鞭状天线和螺旋天线相互电绝缘连接所构成；进一步包括当上述外部天线收容在上述便携式电话装置的框体内时、上述螺旋天线与上述便携式电话装置的无线电路连接、另一方面当上述外部天线伸长时、上述鞭状天线与上述便携式电话装置的无线电路连接、检测上述外部天线是否被收容在上述便携式电话装置的框体内的检测装置；上述发送装置、当由上述检测装置检测到上述外部天线收容在上述便携式电话装置的框体内时，用指定的振幅比以及相位差同时励振上述外部天线和上述内部天线、使得发射方向图的主瓣实质上成为和喇叭的声音发射方向相反的方向，另一方面，当由上述检测装置检测到上述外部天线没有被收容在上述便携式电话装置的框体内时、只励振上述外部天线。

又，在上述便携式电话装置中，其特征是上述发送装置以相互相反的相位励振上述至少2个天线。

进一步，在上述便携式电话装置中，上述至少2个天线优选包括2个1/4波长天线，或者上述至少2个天线优选包括2个1/2波长天线。在上述便携式电话装置中，优选上述至少2个天线均为内藏在上述便携式电话装置的框体内的内部天线。

有关本发明的便携式电话装置的控制方法，其特征是包括通过用指定的振幅比以及相位差同时励振至少2个天线、使得发射方向图的主瓣实质上成为和喇叭的声音发射方向相反的方向、来发射无线信号的发送控制步骤。

在上述便携式电话装置的控制方法中，所述发送控制步骤优选通过用指定的振幅比以及相位差同时励振上述各天线、与励振1个天线时相比较使得平均有效增益增大、来发射无线信号。

因此，依据本发明，可以实现在和作为用户的人体头部相反的方向上发射强的发射方向特性，由此，可以减轻当让便携式电话装置接近人体时的天线的发射方向特性的恶化。又，通过同时励振至少2个天线增大平均有效增益，可以实现适合多重波传送环境的天线发射方向特性。

附图说明

图1是表示有关本发明的第1优选实施方式的便携式电话装置的仿真用分析模型的示意立体图。

图2是表示图1所示便携式电话装置的电路构成方框图。

图3是表示从图1所示便携式电话装置发射的电波在自由空间中的X-Y平面上的发射方向性。

图4是表示从图1所示便携式电话装置发射的电波在自由空间中的X-Z平面上的发射方向性。

图5是表示从图1所示便携式电话装置发射的电波在自由空间中的Y-Z平面上的发射方向性。

图6是表示图1所示便携式电话装置接近图24和图25所示人体模型时从该便携式电话装置发射的电波在X-Y平面上的发射方向性。

图7是表示图1所示便携式电话装置接近图24和图25所示人体模型时从该便携式电话装置发射的电波在X-Z平面上的发射方向性。

图8是表示图1所示便携式电话装置接近图24和图25所示人体模型时从该便携式电话装置发射的电波在Y-Z平面上的发射方向性。

图9是表示有关本发明的第1优选变形例的便携式电话装置的电路构成方框图。

图10是表示有关本发明的第2优选变形例的便携式电话装置的电路构成方框图。

图11是表示有关本发明的第3优选变形例的便携式电话装置的电路构成方框图。

图12是表示有关本发明的第4优选变形例的便携式电话装置的外部天线50的构成图。

图13是表示图12所示外部天线50从框体1离开伸长时的状态图。

图14是表示图12所示外部天线50收容在框体1内时的状态图。

图15是表示有关本发明的第2优选实施方式的便携式电话装置的电路构成方框图。

图16是表示有关本发明的第3优选实施方式的便携式电话装置的构成的立体图。

图17是表示有关本发明的第4优选实施方式的便携式电话装置的构成的立体图。

图18是表示有关本发明的第5优选实施方式的便携式电话装置的构成的立体图。

图19是表示现有技术的便携式电话装置的构成的方框图。

图20是表示图19所示便携式电话装置的仿真用分析模型的立体图。

图21是表示从图19和图20所示便携式电话装置发射的电波在自由空间中的X-Y平面上的发射方向性的图。

图22是表示从图19和图20所示便携式电话装置发射的电波在自由空间中的X-Z平面上的发射方向性的图。

图23是表示从图19和图20所示便携式电话装置发射的电波在自由空间中的Y-Z平面上的发射方向性的图。

图24是表示携带图19和图20所示便携式电话装置的人体模型构成的侧视图。

图25是表示携带图19和图20所示便携式电话装置的人体模型构成的主视图。

图26是表示图19和图20所示便携式电话装置由图24和图25所示人体模型携带时从该便携式电话装置发射的电波在X-Y平面上的发射方向性的图。

图27是表示图19和图20所示便携式电话装置由图24和图25所示人体模型携带时从该便携式电话装置发射的电波在X-Z平面上的发射方向性的图。

图28是表示图19和图20所示便携式电话装置由图24和图25所示人体模型携带时从该便携式电话装置发射的电波在Y-Z平面上的发射方向性的图。

实施发明的最佳方式

以下参照附图详细说明有关本发明的实施方式。

第1优选实施方式

图1是表示有关本发明的第1优选实施方式的便携式电话装置的仿真用分析模型的示意立体图，图2是表示图1所示便携式电话装置的电路构成方框图。有关该实施方式的便携式电话装置，为适用于TDMA方式的便携式电话装置，所具有的特点是，让所发射的发射方向图的主瓣实质上与喇叭6的声音发射方向相反的方向发射，并且与现有技术比较增大其平均有效功率Ge，通过同时励振半波长鞭状天线2和板状逆F天线3，发射无线信号。

在图1中，在该便携式电话装置的框体1的上面四角中的一角附近，从位于该上面的供电点4向上方向延伸设置鞭状天线2。在该便携式电话装置的正面1a上，在其上部设置有接近作为用户的人体的耳部的喇叭6，在其下部设置有接近人体的嘴部的话筒7。

进一步，在与上述正面1a对向的背面1b的上部，在框体1内设置有板状逆F天线3。此外，由于图1为仿真用分析模型，板状逆F天线3位于框体1的背面1b的外侧，而在实际便携式电话装置中，板状逆F天线3设置在框体1的背面1b的内侧。该板状逆F天线3与框体1的背面平行，由接地的短路针3b支撑的矩形导体板3a所构成，导体板3a的中央部通过供电针3c以及供电点5与图2所示发送/接收切换开关SW2的公共端子连接。

在图2中，输入到话筒7的声音被变换成声音信号后，输入到无线发送电路11，无线发送电路11根据所输入的声音信号调制成载波信号，产生无线信号，该无线信号通过功率放大器12输出到方向结合器13。方向结合器13具有一个输入端子13a、2个输出端子13b、13c，当在输入端子13a上输入无线信号时，方向结合器13将输入到输入端子13a的无线信号按2∶1的功率比进行分配，所分配的无线信号的一方从输出端子13b输出，而所分配的无线信号的另一方从输出端子13c输出。此外，方向结合器13的分配功率比，例如在制造前预先确定，在制造时通过调节2个线路之间的结合间隔设定成该分配功率比。从方向结合器13的输出端子13b输出的无线信号通过发送/接收切换开关SW1的接点a侧输出到半波长鞭状天线2，该无线信号的电磁波从半波长鞭状天线2发射。又，从方向结合器13的输出端子13c输出的无线信号通过90度移相器14以及发送/接收切换开关SW2的接点a侧输出到板状逆F天线3，该无线信号的电磁波从板状逆F天线3发射。

另一方面，由半波长鞭状天线2接收的无线信号，通过发送/接收切换开关SW1的接点b侧输入到接收分集电路22，同时进一步通过分集开关SW3的接点a侧输入到无线接收电路21。又，由板状逆F天线3接收的无线信号，通过发送/接收切换开关SW2的接点b侧输入到接收分集电路22，同时进一步通过分集开关SW3的接点b侧输入到无线接收电路21。在此，接收分集电路22，有选择地切换分集开关SW3，以便从由鞭状天线2所接收的无线信号和由板状逆F天线3所接收的无线信号中选择出电平大的无线信号，并将所选择的无线信号输出到无线接收电路21中。然后，无线接收电路21将所接收到的无线信号解调成声音信号，输出给喇叭6。

进一步，控制器10，在控制无线发送电路11以及无线接收电路12的动作的同时，在通话发送时、电子邮件发送时、或者位置登录等控制信号发送时，将发送/接收切换开关SW1以及SW2联动切换到接点a侧，将应发送的无线信号通过输出到半波长鞭状天线2以及板状逆F天线3，同时励振这2个天线2、3，发送该无线信号。在发送时，由于方向结合器13中的分配功率比设定为2∶1，并且只将从板状逆F天线3发射的无线信号进行90度移相处理，该便携式电话装置的发射方向图按指定方向发射，对此在后面将详细说明。

另一方面，控制器10，在通话发送/接收时或者控制信号接收时，将发送/接收切换开关SW1以及SW2联动切换到接点b侧，在从由半波长鞭状天线2所接收的无线信号和由板状逆F天线3所接收的无线信号中选择接收大电平的无线信号之后，在无线接收电路21中进行解调处理。

有关该实施方式的便携式电话装置的框体1，和图20所示现有技术的便携式电话装置的框体201具有相同的尺寸，即，为长度125mm、宽度35mm以及高度2mm的长方体形状。这时，半波长鞭状天线2的供电点4作为XYZ坐标系的原点，以半波长鞭状天线2的长轴方向作为Z轴方向。这时，-X方向与喇叭6的声音放射方向平行，是从喇叭6向人体的头部、特别是向耳部的方向，X方向是与喇叭6的声音发射方向相反的方向。

图3、图4以及图5分别表示从图1所示的便携式电话装置所发射的电波在自由空间中在X-Y平面上、X-Z平面上以及Y-Z平面上的发射方向性。从图3到图5表明，Z-X平面的E_θ成分为在-X方向(喇叭6的声音发射方向，向人体的头部、特别是向耳部的方向)变弱了。

图6、图7以及图8分别表示图1所示便携式电话装置接近图24和图25所示人体模型时从该便携式电话装置发射的电波在X-Y平面、X-Z平面以及Y-Z平面上的发射方向性。在此，如果将有关实施方式的图6到图8，与有关现有技术的图26到图28进行比较，X-Y平面上的发射方向图，有关实施方式的图6的发射方向图中向-X方向的发射有大幅度变弱。这时，X-Y平面上的发射方向图的主瓣，实质上成为X方向(与喇叭6的声音发射方向相反的方向)。这时，输入到2个天线2、3发射功率中，由人体模型的头部302所造成的损失为11.0％，由人体模型的左肩部303所造成的损失为3.6％，由人体模型的手部304所造成的损失为19.5％，由头部302所造成的损失与无方向性的天线相比大约减少了一半。

又，和现有技术同样计算图26至图28所示的发射方向特性的平均有效增益Ge，为-4.5dBi，与现有技术相比，可以增大平均有效增益。

此外，由手部304所造成的损失与无方向性的天线相比大幅度增大，是由于鞭状天线2的长度为半波长，如果考察该鞭状天线2的电流分布，由于在供电部4中几乎没有框体电流流动，与向头部302方向的发射减弱无关。在此，在使用具有3/8波长以及1/4波长等长轴方向的长度的鞭状天线2时，这时，由于在只励振鞭状天线2时有框体电流流动，所以由手部304所造成的损失增大。

如以上所述，依据本实施方式，通过同时励振半波长鞭状天线2和板状逆F天线3发射无线信号，在增大整体的天线增益的同时，通过对这2个天线2、3，按照发射方向图的主瓣实质上成为与喇叭6的声音发射方向相反的方向，用指定的振幅比以及相位差同时励振，发射无线信号，所以可以实现和向人体头部方向相反的方向强发射的发射方向图，对人体的影响比现有技术有所减轻，特别是，由人体头部的电磁波吸收量得到大幅度抑制。

又，由于通过和现有技术相比增大了平均有效增益Ge，同时励振这2个天线2、3，发送无线信号，所以可以有效利用发射功率，可以实现适合于多重波传送环境的天线特性。

进一步，在无线信号接收时，由于采用接收分集电路22选择接收最大电平的无线信号，可以提高接收灵敏度。即，在无线信号发送时，用于同时励振2个天线2、3，另一方面，在无线信号接收时，2个天线2、3用于分集接收方式，将2个天线在发送、接收中巧妙分开使用，可以有效利用2个天线。

更进一步，人体头部接近便携式电话装置的可能性高，也可以由控制器控制，让只在通话的发送时同时励振的2个天线2、3的振幅比和相位差变化，另一方面在接受时，只选用1个天线，采用分集接收方式接收。由此，在人体不接近便携式电话装置处于待机时，具有等方向性的指向性，在人体接近的通话的发送时，人体的影响小，可以实现时适用于多重波传送环境的指向性。

在以上的第1实施方式中，2个天线2、3虽然是以振幅比2∶1、相位差为90度的情况同时励振，但本发明并不限定与此，只要构成为让发射方向图的主瓣实质上成为与喇叭6的声音发射方向相反的方向，用指定的振幅比以及相位差同时励振2个天线2、3即可。

在以上的第1实施方式中，虽然采用的是90度移相器14，但本发明并不限定与此，通过让移相器14的移相量变化，可以让励振2个天线3、4的无线信号间的相位差变化。

在以上的第1实施方式中，在计算平均有效增益Ge时，虽然是以交叉偏波功率比XPR设定为6，入射波方向的仰角为30°为例进行了计算，但并不限定与此。

第1优选变形例

图9是表示有关本发明的第1优选变形例的便携式电话装置的电路构成方框图。和图2相同的构成要素采用相同的符号并省略其详细说明。该第1优选变形例，和图2所示第1实施方式相比较，在以下方面不同。

(1)、没有接收分集电路22

(2)、具有可变电容元件23

以下详细说明其不同点。

在图9中，由半波长鞭状天线2接收的无线信号，通过发送/接收切换开关SW1的接点b侧直接输入到无线接收电路21。又，由板状逆F天线3接收的无线信号，通过发送/接收切换开关SW2的接点b侧输入到可变电容元件23的一端，该可变电容元件23的另一端接地。在此，可变电容元件23例如是变容二极管，其电容值由控制器10控制。

因此，在接受时，无线信号只由半波长鞭状天线2接收并输入到无线接收电路21，通过改变可变电容元件23的电容值，可以改变板状逆F天线3的实际电气长度。即，通过将板状逆F天线3的电气长度设定成比半波长鞭状天线2的电气长度长，板状逆F天线3作为反射器动作，另一方面，通过将板状逆F天线3的电气长度设定成比半波长鞭状天线2的电气长度短，板状逆F天线3作为导波器动作。为此，板状逆F天线3作为所谓的无供电元件动作，通过控制器10改变可变电容元件23的电容值，可以改变包含半波长鞭状天线2和板状逆F天线3的阵列天线的发射方向性，从而改变发射方向图的主瓣方向。

第2优选变形例

图10是表示有关本发明的第2优选变形例的便携式电话装置的电路构成方框图。在图10中，和图2相同的构成要素采用相同的符号并省略其详细说明。该第2优选变形例，和图2所示第1实施方式相比较，其特点是采用最大比合成电路24替代接收分集电路22，以下详细说明其不同点。

在图10中，由半波长鞭状天线2接收的无线信号，通过发送/接收切换开关SW1的接点b侧直接输入到最大比合成电路24，另一方面，由板状逆F天线3接收的无线信号，通过发送/接收切换开关SW2的接点b侧输入到最大比合成电路24，最大比合成电路24将所接收到的2个无线信号，采用周知的最大比合成法，让合成后的无线信号的功率最大，并将合成后的无线信号输入到无线接收电路21。

第3优选变形例

图11是表示有关本发明的第3优选变形例的便携式电话装置的电路构成方框图，和图2相同的构成要素采用相同的符号并省略其详细说明。该第3优选变形例，例如为用于CDMA方式的便携式电话装置，和图2所示第1实施方式相比较，其特点是采用天线公用器的环行器31、32替代发送/接收切换开关SW1以及SW2。以下详细说明其不同点。

在图11中，从方向结合器的输出端子13b输出的无线信号通过环行器31输出到半波长鞭状天线2，该无线信号的电波从半波长鞭状天线2发出。又，从方向结合器的输出端子13c输出的无线信号通过环行器32输出到板状逆F天线3，该无线信号的电波从板状逆F天线3发出。另一方面，由半波长鞭状天线2接收的无线信号，通过环行器31输入到接收分集电路22，同时通过分集开关SW3的接点a侧输入到无线接收电路21。又，由板状逆F天线3接收的无线信号，通过环行器32输入到接收分集电路22，同时通过分集开关SW3的接点b侧输入到无线接收电路21。

在以上第3优选变形例中，例如可以利用CDMA方式，进行全二重无线通信。由于不采用发送/接收切换开关SW1、SW2，电路构成简单。

第4优选变形例

图12是表示有关本发明的第4优选变形例的便携式电话装置的外部天线50的构成图。即，可以采用切换半波长的鞭状天线51和螺旋天线53的外部天线50，替代图1的半波长鞭状天线2。

在图12中，该外部天线50是在鞭状天线51的上部，相互电绝缘并且在同一直线的延长线上连接螺旋天线53所构成。在此，鞭状天线51的周围卷绕固定树脂55B以便保护鞭状天线51，该鞭状天线51的下端与连接端子52连接。又，在螺旋天线53的周围卷绕固定树脂55A以便保护螺旋天线53，在该螺旋天线53的下端与连接端子54连接。进一步，在鞭状天线51的固定树脂55B的上部表面上，形成为检测外部天线50的收纳的导体图形57。

在外部天线50从框体1凸出伸长时，如图13所示，鞭状天线51通过连接端子52以及框体1内的外部天线连接端子56与发送/接收切换开关SW1连接，外部天线连接端子56成为该外部天线50的供电点。另一方面，当外部天线50收容在框体1内时，如图14所示，螺旋天线53通过连接端子54以及外部天线连接端子56与发送/接收切换开关SW1连接。

在以上构成的第4优选变形例中，当外部天线50作为螺旋天线53发挥作用时，由于人体的影响使得发射方向特性的变坏，通过检测出作为螺旋天线53发挥作用时的情况，这时同时励振螺旋天线53和内部天线的板状逆F天线3，控制发射方向特性，让发射方向图的主瓣成为与向人体的方向相反的方向。在此，作为检测外部天线50收容在框体1内作为螺旋天线53发挥作用时的检测方法的一例，在框体1内设置与外部天线连接端子56不同的另外1对连接端子58a、58b，当外部天线50在收容部时，在框体1内在外部天线50的表面上形成导体图形57，让该1对连接端子58a、58b短路。该短路由收纳检测电路59检测，并将检测信号输出到控制器10。因此，收纳检测电路59检测出外部天线50是否收容在框体1内，并将检测信号输出到控制器10。

又，在外部天线伸长时和收容时，也可以改变外部天线50和内部天线的板状逆F天线3之间的发送时的振幅比以及相位差，并控制相对应的最佳发射方向特性。特别优选，由收纳检测电路59检测出外部天线50作为螺旋天线53发挥作用时，只有在这时，通过同时励振螺旋天线53和内部天线的板状逆F天线3，控制发射方向特性，让发射方向图的主瓣成为与向人体的方向相反的方向。另一方面，由收纳检测电路59检测出外部天线50作为鞭状天线51发挥作用时，只励振外部天线50的鞭状天线51。根据以上的构成，外部天线50作为螺旋天线53发挥作用时，可以减轻由人体的影响所引起的发射方向特性的恶化。具体讲，外部天线50作为螺旋天线53发挥作用时，通过同时励振这2个天线51、3进行无线信号的发送，由于在增大整体的天线增益的同时，通过对这2个天线51、3，按照发射方向图的主瓣实质上成为与喇叭6的声音发射方向相反的方向，用指定的振幅比以及相位差同时励振进行无线信号的发送，所以可以实现和向人体头部方向相反的方向强发射的发射方向图，对人体的影响比现有技术可以减轻，特别是，由人体头部的电波吸收量得到大幅度抑制。

第2优选实施方式

图15是表示有关本发明的第2优选实施方式的便携式电话装置的电路构成方框图。和图2相同的构成要素采用相同的符号并省略其详细说明。有关该第2优选实施方式的便携式电话装置，和图2所示第1实施方式相比较，在以下方面不同。

(1)、采用1/4波长鞭状天线2a替代半波长鞭状天线2，

(2)、采用具有功率分配电路的、所谓被称为平衡的平衡不平衡变换电路15替代方向结合器13，

(3)、采用乘法器的功率放大器16替代90度移相器14。

以下详细说明其不同点。

在该第2优选实施方式中，通过采用1/4波长鞭状天线2a，如果考察励振该1/4波长鞭状天线2a时的电流分布，在供电点的电流成为最大，在框体1上有电流流动，对发射方向特性产生影响，与半波长鞭状天线2相比较，可以大幅度缩短天线长度。

在图15中，平衡不平衡变换电路15将3线圈卷绕在圆柱磁性体周围所构成，具有1个输入端子15a和2个输出端子15b、15c，当在输入端子15a上输入无线信号时，平衡不平衡变换电路15将输入到输入端子15a的无线信号按1∶1的功率比进行分配，所分配的无线信号的一方从输出端子15b输出，而所分配的无线信号的另一方从输出端子15c输出。此外，平衡不平衡变换电路15的分配功率比，例如在制造前预先确定，在制造时通过调节2个线圈之间的耦合设定成该分配功率比。从平衡不平衡变换电路15的输出端子15b输出的无线信号通过发送/接收切换开关SW1的接点a侧输出到1/4波长鞭状天线2a，该无线信号的电磁波从1/4波长鞭状天线2a发射。又，从平衡不平衡变换电路15的输出端子15c输出的无线信号通过可改变增益的乘法器的功率放大器16以及发送/接收切换开关SW2的接点a侧输出到板状逆F天线3，该无线信号的电磁波从板状逆F天线3发射。通过改变该功率放大器16的增益，可以改变励振2个天线2、3时的2个无线信号的振幅比。

在以上构成的第2优选实施方式中，通过让同时励振的2个天线2、3的相位差为180度，在这2个天线2、3上同一时刻同时流过的电流相互相抵，可以减轻，减少流经便携式电话装置的框体1上的电流。为此，可以减少手的影响，抑制发射方向特性的恶化。

在以上第2优选实施方式中，虽然采用的是平衡不平衡变换电路15，但本发明并不限定于此，也可以由功率等分电路和180度移相器替代该平衡不平衡变换电路15所构成。

在以上第2优选实施方式中，2个天线优选具有相同长度，例如为1/4波长或者1/2波长。为此，在这2个天线上同一时刻同时流过的电流相互相抵，可以减轻，减少流经便携式电话装置的框体上的电流。

第3优选实施方式

图16是表示有关本发明的第3优选实施方式的便携式电话装置的构成的立体图。在图16中，其特点是在包括第2优选实施方式中的无线电路的同时，在便携式电话装置的框体1的上部内部与喇叭相对应的背面1b的附近位置上，设置内部天线的板状逆F天线102、103。

在图16中，板状逆F天线102、与框体1的背面平行，由短路针102b支撑的矩形导体板102a所构成，该导体板102a的上侧边的中央部通过供电针102b接地，该导体板102a的略中央部通过供电针102c与发送/接收切换开关SW1连接。又，板状逆F天线103、与框体1的背面平行，由短路针103b支撑的矩形导体板103a所构成，该导体板103a的上侧边的中央部通过供电针103b接地，该导体板103a的略中央部通过供电针103c与发送/接收切换开关SW2连接。

在以上第3优选实施方式中，如图16所示，内部天线由2个板状逆F天线102、103构成，和第2优选实施方式同样，通过以相互相位差为180度进行励振以减轻框体的电流，可以抑制由于手引起的反射方向特性的恶化。在这时，通过同时励振2个板状逆F天线102、103，可以控制发射方向特性，让发射方向图的主瓣成为与向人体的方向相反的方向。

第4优选实施方式

图17是表示有关本发明的第4优选实施方式的便携式电话装置的构成的立体图。该第4优选实施方式，和第3优选实施方式相比较，其特点是在内部设置例如螺旋天线或者弯曲电线等线状天线104替代板状逆F天线103。在该实施方式中，具有和第3优选实施方式相同的作用效果，同时和第3优选实施方式相比较，可以减少天线的占有面积和占有体积。

第5优选实施方式

图18是表示有关本发明的第5优选实施方式的便携式电话装置的构成的立体图。该第4优选实施方式，和第3优选实施方式相比较，其特点是在框体1的内部设置例如螺旋天线或者弯曲电线等线状天线104、105替代2个板状逆F天线102、103。在该实施方式中，具有和第3优选实施方式相同的作用效果，同时和第3优选实施方式相比较，可以大幅度减少天线的占有面积和占有体积。

变形例

在以上的实施方式中，虽然说明的是具有2个天线的便携式电话装置，但本发明并不限定于此，也可以具有3个以上的天线。

在以上的实施方式中，作为半波长天线，虽然采用的是半波长鞭状天线，但本发明并不限定于此，也可以采用螺旋天线或者弯曲天线等线状天线，和微带状天线、软天线(patch antenna)。

在以上的实施方式中，作为1/4波长天线，虽然采用的是1/4波长鞭状天线和板状逆F天线，但本发明并不限定于此，也可以采用螺旋天线或者弯曲天线等线状天线，和微带状天线、软天线(patch antenna)。

在以上的实施方式中，在板状逆F天线3、102、103中，虽然将短路针配置在上部端缘部中央，而将供电针配置在导电板的略中央部，但本发明并不限定于此，也可以将短路针与供电针相互交换，其配置位置也可以为匹配阻抗而变更。又，配置在端缘部上的针并不限定于上部端缘部，可以设置在下部端缘部、左侧端缘部、右侧端缘部。

产业上的利用可能性

依据以上所述的本发明，具有用指定的振幅比以及相位差同时励振至少2个天线使得发射方向图的主瓣实质上成为与喇叭的声音发射方向相反的方向来发射无线信号的发送装置，上述发送装置与励振一个天线时相比较增大了平均有效增益，通过用指定的振幅比以及相位差同时励振上述各天线进行无线信号的发射。因此，可以实现在和作为用户的人体头部相反的方向上发射强的发射方向特性，由此，可以减轻当让便携式电话装置接近人体时的天线的发射方向特性的恶化。又，通过同时励振至少2个天线增大平均有效增益，可以实现适合多重波传送环境的天线发射方向特性。

进一步，上述发送装置，构成为只是在通话的发送时，励振上述各天线，或者只有在将外部天线收容在框体内时、或者对接收时进行分集接收的天线发送时，通过实现在和人体头部相反的方向上发射强的发射方向特性，可以大幅度减少向头部方向的发射，减少头部的电波吸收量。进一步，通过让同时励振的2个天线的相位差为180度，可以减少流经便携式电话装置的框体上的电流，减少手的影响，可以大幅度抑制发射方向特性的恶化。

Claims (5)

1.一种便携式电话装置，包括第一天线和第二天线，

其特征在于：

所述第一和第二天线都是内部天线并且设置在框体的内部，在该框体内设置喇叭，

其中所述便携式电话装置还包括：

接收装置，用于使用所述两个天线来接收无线信号，并且用于输出使用分集接收系统获得的具有最大电平的无线信号；以及

发送装置，用于通过同时励振所述第一天线和第二天线处理和发送无线信号，以获得具有其主瓣指向方向X的发射方向图的发送的信号，该方向X与喇叭的声音发射方向-X相反。

2.根据权利要求1所述的便携式电话装置，其特征在于：

所述发送装置通过同时励振所述两个天线发送无线信号，以获得与励振1个天线时相比较更大的平均有效增益。

3.根据权利要求1或2所述的便携式电话装置，其特征在于：

所述发送装置只是在通话的发送时励振所述各两个天线。

4.根据权利要求1所述的便携式电话装置，其特征在于：

其中所述内部天线是板状逆F天线、螺旋天线、弯曲天线，微带状天线、或者软天线。

5.根据权利要求1所述的便携式电话装置，其特征在于：

所述发送装置以相互相反的相位励振所述两个天线。

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