CN1471333A - 可变类型天线匹配电路 - Google Patents

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Abstract

一种可变类型天线匹配电路，它包含天线、形状改变检测部件、发送/接收无线电部件和可变类型天线匹配部件。形状改变检测部件检测便携式终端外壳的形状改变。发送/接收无线电部件发送和接收信号。可变类型天线匹配部件根据来自形状改变检测部件的输出信号而改变天线和发送/接收无线电部件之间的输入阻抗。

Description

可变类型天线匹配电路
技术领域
本发明涉及一种便携式电话终端，并且，更具体地涉及一种便携式电话终端或其它类型的便携式终端，它们可以通过伸展或折叠它们的外壳来改变自身形状。本发明还可应用于一种电路，该电路根据在外壳形状改变时的天线输入阻抗的改变，为该天线提供输入阻抗匹配。
背景技术
在便携式电话终端中，为了优化天线的辐射效率，将一个阻抗匹配电路置于天线和发送/接收无线电电路之间。这个阻抗匹配电路提供阻抗匹配。
当折叠便携式电话终端被折叠或展开时，它的外壳形状发生改变，因此天线的输入阻抗发生改变。为此，在折叠电话终端中，在该终端被折叠时(例如，呼入等待状态)和该终端被展开时(例如，语音通信或操作状态)之间，在天线与发送/接收无线电电路之间会出现阻抗失配，造成天线效率的恶化。
为了对抗在折叠便携式终端的外壳形状改变时出现的这种阻抗失配，已经提出了一种配置(例如，日本专利公开No.2001-345882)，其中准备了多个阻抗匹配电路，并检测便携式终端是否被折叠。在此配置中，根据终端是被折叠还是被展开(打开)而对阻抗匹配电路进行选择和转换。
在日本专利公开No.2001-345882所公开的便携式终端中，预先准备了包含不同电路常数的两个匹配电路。这两个匹配电路是根据对于折叠便携式终端的打开/闭合状态的检测结果来选择和转换的。这个便携式终端所基于的前提是：这两个匹配电路被预先安装。由于该便携式终端需要具有对应于不同阻抗的电路常数的多个电路，因此在设计中的自由度就很低。例如，准备多个匹配电路将会妨碍减小电路尺寸。
发明内容
本发明的一个目的是提供一种具有简单电路配置的可变类型天线匹配电路，它可以根据便携式终端的外壳形状改变而提供天线和发送/接收无线电电路之间的阻抗匹配。
本发明的另一个目的是提供一种能够提升设计自由度的可变类型天线匹配电路。
本发明的再一个目的是提供一种能够实现无线电终端小型化的可变类型天线匹配电路。
为了实现上述目的，根据本发明，提供了一种可变类型天线匹配电路，它包含一个天线、用于检测便携式终端外壳形状改变的形状改变检测装置、用于发送和接收信号的发送/接收无线电装置，以及用于根据来自形状改变检测装置的输出信号而改变天线和发送/接收无线电装置之间的输入阻抗的可变类型天线匹配装置。
附图说明
图1是显示根据本发明第一实施例为便携式无线电终端提供天线阻抗匹配的一种配置的框图；
图2是显示根据本发明第一实施例的便携式无线电终端的可变类型天线匹配电路的框图；
图3A、3B和3C是解释该可变类型天线匹配电路的运行的视图；
图4是显示根据第二实施例的可变类型天线匹配电路的框图；
图5A和5B是用于解释折叠便携式无线电终端的外壳形状如何改变的透视图；和
图6A和6B是用于解释便携式无线电终端的可伸展的外壳形状如何改变的透视图。
具体实施方式
下面将结合附图来描述本发明的实施例。
根据本发明第一实施例的一种便携式无线电终端包含一个天线10、一个连接到天线10的可变类型天线匹配部件20以及一个发送/接收无线电部件30和一个形状改变检测部件40，其中发送/接收无线电部件30和形状改变检测部件40被连接到可变类型天线匹配部件20。
可变类型天线匹配部件20由一个可变类型天线匹配电路形成，并被设置于天线10与发送/接收无线电部件30之间。可变类型天线匹配部件20根据来自检测便携式无线电终端的外壳形状改变的形状改变检测部件40的输出，可变地转换其阻抗常数来对抗由于形状改变引起的天线输入阻抗的改变。
可变类型天线匹配部件20的一端和另一端分别被连接到天线10和发送/接收无线电部件30，以提供天线10和发送/接收无线电部件30之间的阻抗匹配。天线10接收来自基站的下游接收信号。该来自基站的下游接收信号被从天线10输入到发送/接收无线电部件30。一个上游发送信号从发送/接收无线电部件30发送到天线10。
形状改变检测部件40检测外壳形状的改变，例如，该便携式终端是否被折叠。
如图2所示，在根据本发明第一实施例的便携式无线电终端的可变类型天线匹配部件20中，电容器22和23的每一个都将另一端连接到电感器21(例如，一个线圈)两端中的相应一端，电容器22和23被连接在天线10和发送/接收无线电部件30之间。电容器23将电感器21与天线10之间的节点接地。电容器22将电感器21与发送/接收无线电部件30之间的节点接地。可变类型天线匹配部件20还包含一个转换开关25，它在天线侧连接到电容器23/从电容器23断开(接通/断开)。转换开关25可被设置在电容器23的接地侧或在电感器21和天线10之间的节点上。也就是说，转换开关25与电容器23串联连接。
根据形状改变检测部件40的输出对转换开关25进行转换。当可变类型天线匹配部件20的转换开关25被接通时，电容器23的电容被加到当转换开关25被断开时的电容组。作为结果，阻抗参数改变。以这种方式，可以改变阻抗参数。
假设使转换开关的断开(OFF)状态对应于其中提供了阻抗匹配的便携式无线电终端的闭合状态(或收缩状态)，并使转换开关的接通(ON)状态对应于其中提供了阻抗匹配的便携式无线电终端的打开状态(或伸展状态)。就可以使该天线匹配电路改变为一个包含常数的电路，该常数提供在两个状态中的阻抗匹配，所述两个状态是便携式无线电终端的闭合状态和便携式无线电终端外壳的打开状态。
下文中将描述便携式无线电终端的形状改变。当折叠便携式无线电终端的外壳为打开时，显示屏和按键可被看到并使用，如图5A所示。当折叠便携式无线电终端的外壳为闭合时，该便携式无线电终端被折叠，显示屏和按键都无法被看到，如图5B所示。
形状改变检测部件40根据例如该转换开关是接通还是断开来检测图5A所示的折叠便携式无线电终端的外壳的打开或闭合状态。形状改变检测部件40将转换开关的“接通”状态和“断开”状态与折叠便携式无线电终端的“打开”状态和“闭合”状态联系起来，并输出对应于“接通”状态和“断开”状态的逻辑信号。
当便携式无线电终端的可伸展的外壳被收缩时，其上配置有按键的外壳部分被藏于其上配置有显示屏的外壳部分之内，如图6A所示。当便携式无线电终端的可伸展的外壳被伸展时，其上配置有按键的外壳部分被从其上配置有显示屏的外壳部分中拉出，如图6B所示。
形状改变检测部件40将转换开关的“接通”状态和“断开”状态与“伸展”状态和“收缩”状态联系起来，其中在“伸展”状态中，其上配置有按键的外壳部分被从其上配置有显示屏的外壳部分中拉出，而在“收缩”状态中，其上配置有按键的外壳部分被藏于其上配置有显示屏的外壳部分之内，并输出对应于“接通”状态和“断开”状态的逻辑信号。
下面参照图3A到3C描述上述便携式无线电终端的外壳形状、从形状改变检测部件40输出的逻辑信号和匹配电路的阻抗常数之间的关系。
当外壳保持闭合(或收缩)时，形状改变检测部件40输出一个逻辑信号L作为形状检测信号到转换开关25。当从形状改变检测部件40接收到逻辑信号L时，转换开关25保持从电容器23断开。当电容器23被保持断开时，天线匹配电路中的阻抗电路常数被设定为阻抗A，阻抗A与外壳闭合时的天线输入阻抗相匹配。因此，当外壳闭合时，就能在天线10和发送/接收无线电部件30之间提供阻抗匹配。
当外壳被打开(或伸展)时，形状改变检测部件40输出一个逻辑信号H作为形状检测信号到转换开关25。当从形状改变检测部件40接收到逻辑信号H时，转换开关25连接到电容器23。作为结果，电容器23被设置为连接状态，而天线匹配部件20的阻抗电路常数改变为阻抗B。这一阻抗与外壳处于打开状态时的天线输入阻抗相匹配。
需要注意的是，可以使用例如针孔二极管或GaAs转换开关的半导体转换开关作为转换开关25。
根据第一实施例，提供了一种可变类型天线匹配电路，其中当用于检测便携式终端的外壳形状改变的形状改变检测电路检测到外壳形状的改变时，在天线和发送/接收无线电电路之间的阻抗匹配电路的输入阻抗根据该外壳形状的改变而改变。一种阻抗匹配电路形成作为这一可变类型天线匹配电路，其中在电感器的两侧，电容器分别在天线侧和发送/接收无线电电路侧接地。该电路包含一个用于转换天线侧的电容器的转换开关。需要注意的是，该转换开关可以连接到天线侧的电容器或从天线侧的电容器断开。
在上述第一实施例中，可以使用一个可变电容器作为电容器23，以根据来自形状改变检测部件40的输出来改变电容。
下面将参照图4描述根据第二实施例的一种可变类型天线匹配部件20。根据第二实施例的可变类型天线匹配部件20包含两个电容器23和24作为天线10侧的电容器。
转换开关25根据来自形状改变检测部件40的输出来在三个状态之间进行选择和转换，所述三个状态是：其中没有电容器被连接的状态、其中电容器23被连接的状态和其中电容器24被连接的状态。
在根据第二实施例的可变类型天线匹配部件20中，形状改变检测部件40包含一个语音通信状态检测部件40a，该部件检测便携式无线电终端是否处于语音通信状态。
形状改变检测部件40根据代表三种状态之一的检测结果来选择电容器连接状态之一，所述三种状态是：其中外壳闭合的状态、其中外壳打开且没有正在执行语音通信的状态，以及其中外壳打开且正在执行语音通信的状态。
在语音通信状态中，外壳和天线位于用户头部附近。当便携式终端只用来发送/接收例如消息的数据时，该终端在天线位于地面附近的时候被使用。
第二实施例应付这样一种情况，其中根据天线是否位于地面附近，天线展现出不同的阻抗并因此展现出不同的天线特征。
在第二实施例中，根据来自形状改变检测部件40的输出来转换电容器23和24，以便提供与便携式终端的天线的三个天线状态相一致的阻抗匹配。
在第二实施例中，天线匹配电路被设计成使电容器在电感器(线圈)的两侧接地，并根据来自形状改变检测电路的输出来转换天线侧的电容器。利用这种配置，一个天线匹配电路可被与对应于多个外壳形状的电路常数相匹配，并且一个天线匹配电路可以提供与多个外壳状态相一致的阻抗匹配。
形状改变检测电路包含一个语音通信状态检测电路，用于检测是否正在执行一个语音通信。这一配置使得可以根据外壳形状是否改变和没有正在执行语音通信还是正在执行语音通信来选择不同的电容器。这使得可能检测当折叠无线电终端打开时是否正在执行语音通信，并选择一个电容器，以便根据是否正在执行语音通信来改变天线匹配电路的阻抗常数。
在第二实施例中，可变电容器可被用作电容器23和24，并且可以根据形状改变检测部件40和语音通信状态检测部件40a的输出来改变电容。
根据本发明的每个实施例的可变类型天线匹配电路被设计成只是通过根据来自形状改变检测电路的输出来转换天线匹配电路中的电容器，从而改变电路常数。因此，不需要准备多个匹配电路。此外，由于在此电路中需要的电路元件数很少，所以可以抑制天线匹配电路的尺寸增大，并可实现电路的小型化。另外，可以通过使用一个集成电路来形成转换开关、电感器和电容器作为电路元件。此集成电路可形成于与发送/接收无线电电路所用相同的电路板上。这就能够对抗天线的输入阻抗特征的改变。

Claims (5)

1.一种可变类型天线匹配电路，其特征在于包含：
一个天线(10)；
用于检测便携式终端的外壳形状改变的形状改变检测装置(40)；
用于发送和接收信号的发送/接收无线电装置(30)；和
根据来自所述形状改变检测装置(40)的输出信号而改变所述天线(10)和所述发送/接收无线电装置(30)之间的输入阻抗的可变类型天线匹配装置(20)。
2.根据权利要求1所述的电路，其中：
所述可变类型天线匹配装置(20)包含：
被连接在所述天线(10)和所述发送/接收无线电装置(30)之间的一个电感器(21)，
使所述天线(10)和所述电感器(21)之间的一个节点接地的一个第一电容器(23)，
使所述电感器(21)和所述发送/接收无线电装置(30)之间的一个节点接地的一个第二电容器(22)，和
根据来自所述形状改变检测装置(40)的输出来转换第一电容器(23)的值的一个转换开关(25)。
3.根据权利要求2所述的电路，其中该转换开关(25)与该第一电容器(23)串联连接，并根据来自所述形状改变检测装置(40)的输出来接通/断开。
4.根据权利要求2所述的电路，其中：
该第一电容器(23)包含多个电容器(23，24)，并且
该转换开关(25)根据来自所述形状改变检测装置(40)的输出来转换第一电容器。
5.根据权利要求1所述的电路，其中：
所述形状改变检测装置(40)还包含语音通信状态检测装置(40a)，该语音通信状态检测装置(40a)用于检测是否正在执行语音通信，并且
所述可变类型天线匹配装置(20)根据来自该语音通信状态检测装置(40a)的输出来改变所述天线(10)和所述发送/接收无线电装置(30)之间的输入阻抗。
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