CN1220400C - 监控无线电通信终端信号功率的装置和方法 - Google Patents

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Abstract

一种无线电通信终端包括连接所述终端的发射/接收天线并且在工作时分别确定一个发射模式和一个接收模式的发射电路和接收电路。该终端还包括一个将发送和接收电路连接到天线的共用电路，使发送和接收电路与天线匹配。监控终端发射/接收的功率的设备仅在该设备在发射模式下使天线阻抗匹配偏离中心。本发明可以减少移动无线通信终端用户受到的辐射量。

Description

监控无线电通信终端信号功率的装置和方法
相关申请
本申请以2000年10月9日提交的法国专利申请第0012875号为基础，这里将该申请的公开引作参考文件，并根据35U.S.C§119要求优先权。
技术领域
本发明涉及无线电通信，尤其是像无线电话那样的移动无线通信，以及监控无线电通信终端信号功率的装置和方法。
背景技术
当无线电通信终端与无线电通信网络的基站进行通信时，该终端设备通过天线产生的电磁辐射向外发射能量。
在终端正常使用期间，即终端靠近用户头部时，以及使用称之为“免持工具”的头戴耳机的手持终端时，则称之为特定吸收率(SAR)的一定能量将冲击(impinge)用户。如果该终端用最大功率加载即GSM标准的33dBm(或者2瓦特的峰值)操作，该能量或其近场密度将更大。
对于给定的终端设计，SAR与天线效率和发送功率直接成比例，天线效率不能减少太多，因为这会降低天线的性能，特别是接收性能。
因此最好在标准设置限制的范围内改变终端的功率。
EP977304中公开了一种监视终端功率的装置和方法，该终端在固定方向上发射功率，并且该终端包括多个天线，可以有选择地激活或关闭一个或多个天线来控制发射功率。
上述装置需要使用多个单向的天线，这样会使制造费用增加并且使用起来很复杂。
此外，相应的方法包括检测该装置附近的人员存在的步骤，给定终端操作条件，该用户的安全不能说可靠。
为了减少辐射吸收率或天线与发送频带的失配，其它现有技术方法限制终端在最大周期期间的辐射。
然而，这些现有技术方法都损害了终端的工作效率，并且该现有技术方法造成的天线失配是不可逆转的。该失配降低了天线的接收性能。
根据上述背景技术本发明为了解决现有技术中存在的问题，提出一种简单的装置和方法，既不降低接收性能，又可减少发送信息时无线电通信终端用户受到辐射的能量。
发明内容
根据本发明的一个方面，提供了一种具有一天线的无线电通信终端，所述终端包括：连接到所述天线并且在工作时分别确定一个发射模式和一个接收模式的发射电路和接收电路；一个连接在所述发射和接收电路与天线之间的匹配电路，用于使所述发射和接收电路与天线匹配；以及一个监控所述终端发射/接收的信号功率的设备，所述设备包括使所述天线的阻抗匹配偏离中心的装置，该匹配偏离装置被提供在所述天线与所述匹配电路之间。
根据本发明的另一个方面，提供了一种用于监控无线电通信终端发射/接收功率的方法，该无线电通信终端包括：连接所述终端的发射/接收天线并且在工作时分别确定一个发射模式和一个接收模式的发射电路和接收电路；一个位于连接所述接收和发射电路与所述天线的公共部分中的电路，该电路使所述发射和接收电路与所述天线匹配；所述的方法包括仅在发射模式下使在所述匹配电路和所述终端的所述天线之间的所述天线的阻抗匹配偏离中心的步骤。
本发明包括一种监控无线电通信终端发送/接收信号功率的设备，该终端包括连接到所述终端的发射/接收天线并且在工作时分别确定一个发射模式和一个接收模式的发射电路和接收电路；以及在接收和发射电路的与该天线相连接的公共部分的电路，该电路使发送和接收电路与天线匹配，所述设备包括只有在该设备处于发送模式时才能激活的使终端的天线的阻抗匹配偏离中心(decenter)的装置。
本发明的特定实施例还包括功率衰减装置，该衰减装置在所述设备处于发送状态时被激活。
该衰减装置最好在无线电通信终端处于最大功率加载时工作。
该装置还包括适于控制匹配偏离装置的激活的开关。
该偏离装置最好位于匹配电路和终端的天线之间。
本发明还提供了一种包括本发明所述装置的无线电通信终端以及一种监控该无线电通信终端接收/发送信号功率的方法，该无线电终端包括连接的所述终端的发射/接收天线并且在工作时分别确定一个发射模式和一个接收模式的发射电路和接收电路；以及在接收和发射电路的与该天线相连接的公共部分的电路，该电路使发送和接收电路与天线匹配，所述的方法包括使终端的天线的阻抗匹配偏离中心的步骤。
在一个实施例中，只有在发送模式和最大功率加载时，才在匹配电路和终端的天线之间使天线阻抗匹配偏离中心。
依据下面涉及本发明非限制实施例的并参考附图的说明，本发明将会变得更加清楚。
附图说明
图1是现有技术的无线电通信终端的发送和接收电路的局部和概略示意图。
图2是本发明装置的发送配置的概略示意图。
因3是本发明装置的接收配置的概略示意图。
具体实施方式
图1是现有技术的处于工作状态的无线电通信终端的发送和接收电路的局部和概略示意图。
无线电通信终端包括现有技术的发射电路1和现有技术的接收电路2，未在图1、图2和图3中具体示出。
发射电路1和接收电路2连接现有技术的开关电路3。开关电路3通过连线4连接到无线电通信终端的数字无线卡(未示出)。该开关电路选择信号路由并区分(differentiate)上行和下行信道。
开关电路3还连接机械开关5，将发射电路1或接收电路2连接到诸如车辆顶置(vehicle roof-top)天线的外部天线6或连接到无线电通信终端的天线7。
无线电通信终端的天线7可以是偶极子天线(四分之一波长天线)、“拼块(patch)”天线或者任何其他类型的天线。
位于机械开关5与无线电通信终端的天线7之间的匹配电路8匹配终端的天线7的阻抗。这是本领域公知技术。无线电通信终端的天线具有的电抗性范围(reactive terms)被匹配电路消除从而使天线与源阻抗(sourceimpedance)的匹配。
图2概略地示出用于实现本发明方法的一个本发明的装置。
图2中与图1共同的部件由相同的标号表示。机械开关5用于激活无线终端的天线，从而能够断开或忽略外部天线6。
在发射电路1和接收电路2公用的电路部分中还包括用于使终端的天线7的阻抗匹配偏离中心的装置，该装置连接在在械开关5的后面。
终端的天线7的阻抗匹配在开关电路3输出(在上行方向)的上行信道和下行信道所得到的公共线上偏离中心，所述的开关电路3区分接收和发射。
在一个特定实施例中，偏离装置在匹配电路8和天线7之间串联地连接。
开关10旁路用于使天线7的阻抗匹配偏离中心的装置9。开关10通过电路11连接到上面提到的数字无线卡(未示出)。
控制开关10受数字无线卡控制，并具有两个位置。根据从数字无线卡收到的信息，一个位置闭合旁路装置9的电路，另一个断开该电路。
该装置的一个实施例包括采取衰减器结构的衰减装置，用于有意地将损耗引入到该装置所传递的信号中。对于给定的终端设计，正如前面已经指出那样，由于SAR取决于发送的功率和天线的效率，因此，衰减信号导致SAR降低。
制造衰减器的方法有很多种，包括：
-“固定”方案，具有Pi或T结构；以及
-“可变”方案，使用一个被配置为可变电阻器的FET。
用于使天线7的阻抗匹配偏离中心的装置9包括中心化(center)该终端的天线的匹配从而使其效率最佳化的装置。
使该终端的天线7的谐振频率在发送/接收带隙的中间位置重新中心化会降低该终端的天线7的发射效率，但是不会影响天线的接收效率。
用于中心化(center)该终端的天线7的匹配的装置包括具有Pi和T结构的匹配电路，例如具有由PIN二极管转接(switch)的电抗元件。
无论采用上述哪一种解决方案，本发明的装置都配置来限制信号的修改，使信号总保持在上述标准所建议的数值内。
在图2所示的实施例中，本发明装置处于发射阶段。
此时，开关10断开，因而，用于使天线7的阻抗匹配4偏离中心的装置9工作。因此，在到达该终端的天线7之前，终端发出的信号通过匹配电路8和装置9。
用于使终端的天线阻抗匹配偏离中心的装置9在经天线7发送信号所需的效率和所发射的近场密度之间取得最佳折衷。
该装置最好被配置为，仅在终端以最大功率(或者具有最大功率加载，例如在GSM标准的33dBm)工作时，或SAR最大时激活用于使匹配偏离中心的装置9。
图3表示本发明的装置，该装置正处于接收阶段。
现有的数字无线卡(未示出)经过连线11控制开关10，使得开关将旁路用于使天线7的阻抗匹配偏离中心的装置9的电路闭合。
因此，天线7接收的信号不用通过装置9而直接经过包括开关10的电路部分。这样接收到的信号就不经过任何修改通过开关电路3直接到达接收电路2。
本发明的装置，特别是使天线7的阻抗匹配偏离中心的装置9，可以被随意配置，特别是在跳闸阀值方面。
通过修改发射功率，本发明的装直减少了无线电终端发送信号时的SAR，但不会影响天线7的接收效率。
在其后的一个实施例中(未说明)，本发明的装置还包括用于降低信号传送的衰减装置和偏离装置。

Claims (6)

1、一种具有一天线的无线电通信终端，所述终端包括：连接到所述天线并且在工作时分别确定一个发射模式和一个接收模式的发射电路和接收电路；一个连接在所述发射和接收电路与天线之间的匹配电路，用于使所述发射和接收电路与天线匹配；以及一个监控所述终端发射/接收的信号功率的设备，所述设备包括使所述天线的阻抗匹配偏离中心的装置，该匹配偏离装置被提供在所述天线与所述匹配电路之间。
2、如权利要求1所述无线电通信终端，其中所述设备还包括功率衰减装置，该衰减装置在所述设备处于所述终端的发射模式时被激活。
3、如权利要求2所述无线电通信终端，其中所述衰减装置仅在最大发射功率加载下工作。
4、如权利要求1所述无线电通信终端，其中所述的设备还包括用于控制所述匹配偏离装置的激活的开关。
5、一种用于监控无线电通信终端发射/接收功率的方法，该无线电通信终端包括：连接所述终端的发射/接收天线并且在工作时分别确定一个发射模式和一个接收模式的发射电路和接收电路；一个连接在所述发射和接收电路与所述天线之间的匹配电路，该匹配电路使所述发射和接收电路与所述天线匹配；以及，使所述天线的阻抗匹配偏离中心的装置，该匹配偏离装置被提供在所述天线与所述匹配电路之间，所述的方法包括步骤：
所述匹配偏离装置仅在发射模式下使在所述匹配电路和所述终端的所述天线之间的阻抗匹配偏离中心。
6、如权利要求5所述方法，其中所述天线的所述阻抗匹配仅仅在所述终端的工作处于最大发射功率加载时偏离中心。
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