CN1682455A - 便携式无线设备 - Google Patents

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Abstract

是一种包括具有发话电路部、收话电路部、无线电路部任何一个部分的第1机体(2)和第2机体(3)、连接上述第1机体(2)的电路部和上述第2机体(3)的电路部的软性电缆(11)、与上述无线电路部电连接，并设置在上述第2机体(3)的远离上述第1机体(2)的一端的天线(4)、连接上述第1机体(2)和第2机体(3)的各接地之间的接地电缆(25)、以及串联地插入在上述接地电缆(25)中的可变负载(27)的便携式无线设备，根据无线设备的使用条件自动地相应进行天线的相位调整，确保通讯稳定。

Description

便携式无线设备
技术领域
本发明涉及手机等便携式无线设备。
背景技术
如图2(a)所示，一般无线设备1具有利用基站13的电话线路14的通讯功能，如图2(a)(b)所示，在由第1机体(2)和第2机体(3)构成的主体前面设有收话器5、发话器6、键盘部8、显示器10，以及蜂鸣器7等，具有便于收藏或携带的小型化功能和通过天线4与基站13通讯所需的足够的增益的保持功能。
图3是表示一般的无线设备1的内部的图，在第1机体2内收容收话电路部17和显示器10。在第2机体3内收容无线部16、逻辑控制部9、发话电路部18、键盘部8，以及通过连接端口20连接无线部16的天线4。通过软性电缆11连接第1机体2内的电路和第2机体3内的电路。
各个机体2，3由内侧的金属机体15和将其覆盖的树脂机体19构成。用铰链等连接第1机体2和第2机体3，成可折叠开关的结构。
现有的天线装置的形状有例如特开平06-31920号公报所述的形状，图4是其概略结构图。具有以下结构：用无源元件24将主金属机体22与副金属机体23结合在一起，在主金属机体22上设有单极天线21。
在激励单极天线21的情况下，在副金属机体23上感应电流。这时通过改变无源元件24的状态控制主金属机体22、副金属机体23的电位，使流过的电流分布发生变化，能使天线方向图变化成所希望的形状。
另一方面，在考虑如图3所示的由两个机体构成的无线设备的结构的情况下，多为在图下侧的第2机体3内配置电池、无线电路部16、以及逻辑控制部9等，在上侧的第1机体2内配置显示器10。为了传送显示器10的显示信号，软性电缆11内的电线需要40～80根左右。如在具有图3的结构的无线设备中采用图4的结构，为了改变天线方向图，需要在全部的线路上配置无源元件24。
为了消除这些缺点，如图5所示，在等效电路如图5(b)所示的，具有软性电缆11的多根电线的，由2个机体构成的无线设备1中，设置连接各机体的各接地(Gnd)的接地电缆，实现小型的分集式天线。
一般，在如图2所示的系统中，使用者从无线设备1进行去电呼叫时，进行从键盘部8输入电话号码的去电呼叫动作，在完成与基站13进行去电呼叫处理的通讯之后，该机在电话线路14上与通话对方连接，成通话状态。而且，当有来自基站13的来电呼叫时，在进行了通知来电的蜂鸣器7的鸣叫等来电呼叫动作之后，在完成与基站13进行来电呼叫处理的通讯之后，该机在电话线路14上与通话对方连接，成通话状态。
由无线电路部16供电的天线4在设计成例如，λ/4的长度的情况下，作为电气长度约为λ/4的单极天线而动作。而且，因树脂机体19而与使用者的手绝缘的电气长度为λ/4的金属机体15作为天线4的接地而动作，整体上能得到与λ/2的偶极天线相当的天线辐射图。
但是，如图5所示，在靠近机体2与3的连接部的中央部位配置天线1时，频率一高，就有如表1所示的天线性能恶化的倾向。
表1  2GHz频带的天线特性
  配置   下方配置   中央配置
  效率(dB)   -2.9   -4.6
  通话时增益   XPR＝6(dB)   -6.4   -7.8
  XPR＝0(dB)   -5.6   -7.1
与此相对应，如图6所示，通过天线4配置在远离于机体2与3的连接部的第2机体3的端部(相当于折叠的边上的部分)(下方配置)，能维持天线性能(参照表1)。但是，与接地电缆25串联连接的负载26固定在平值时，如表2所示，不仅在自由空间中因天线性能的频率产生的影响很大，而且同时由于机体的电流分布也具有频率特性，所以通话时和在自由空间的放射特性上都具有频率特性。
                                表2  初始验证
       频率   810MHz   843MHz   885MHz   925MHz   958MHz
 效率(dB)  开启   -6.3   -2.6   -2.9   -2.4   -2.6
 关闭   -4.6   -1.7   -3.9   -4.6   -4.8
 通话时增益(dBd)C具有的增益   -14.9   -11.0   -12.9   -13.9   -13.8
而且，在下方配置的天线中，与中央配置的天线相比，虽然相对来说能抑制机体折叠开关时的特性变化，但频带很窄，不能覆盖整个频带。
根据800MHz频带表2的验证结果，将负载固定在平值，能满足通话增益为-13dBd的频率范围大致为42MHz左右(885MHz-843MHz)。在具有多个值的负载中进行切换，为了将800MHz频带的频率范围全部覆盖时，必须将接地电缆的负载的切换参数分成4个值以上。
发明内容
本发明是为了解决上述问题而作的，其目的在于通过始终能得到良好的天线阻抗状态，而稳定通讯性能。
为了达到上述目的，本发明的便携式无线设备包括在任何机体内均具有发话电路部、收话电路部、以及无线电路部，并且机体之间的电路部用软性电缆连接的第1机体和第2机体；和上述无线电路部电连接，设置在上述第2机体的远离上述第1机体一端的天线；连接上述第1机体和第2机体的各接地之间的接地电缆6；以及串联地插入在上述接地电缆中的可变负载。
根据本发明，检测无线设备的使用条件，对应于该使用条件按照预先设定的负载设定条件进行天线的相位调整，能在最佳状态下进行稳定的通讯。
本发明的第2方面为，在上述无线设备中，检测使用的频率、无线设备是处于待机还是通话状态，或无线设备机体的开关状态，根据该检测结果相应调整上述负载的电抗成分。
根据该特点，对应于各使用形态，能自动地进行稳定的通讯。
本发明的第3方面为，上述负载使用由电压控制而容量变化的变容二极管等的有源元件，通过外加于该元件的电压调整负载的电抗成分。
根据该特点，能极简单地进行调整。
附图说明
图1是表示本发明的无线设备的结构(a)、使用于无线设备的负载的等效电路(b)，以及负载的电路的例子(c)的图。
图2是表示一般的无线设备的通讯系统(a)和无线设备的结构(b)的图。
图3是表示一般的无线设备的内部结构的图。
图4是表示现有的无线设备的立体图。
图5是表示现有的无线设备的结构(a)、和其软性电缆的等效电路(b)的图。
图6是表示现有的无线设备的结构的图。
具体实施方式
实施方式1
图1是表示本发明的无线设备的概要图。无线设备1具有第1机体2和第2机体3。用铰链等将机体2和机体3连接成可折叠开关的形态。与图2，图3相同，在第1机体2中设有发话器、显示器、蜂鸣器，以及与这些器件相对应的接收电路部，但为了简化，省略了图示。
同样在第2机体3中设有发话器、键盘部，以及无线电路部，但为了简化，省略了图示。在第2机体3中除上述器件以外，还收容逻辑控制部9和天线4。天线4配置在第2机体3的图的下方，即在第2机体3的远离第1机体2的一端上，换句话说就是将机体配置在折叠时的所谓边上的部分。
因此，图1所示的无线设备的结构除了天线4的配置和后述的接地电缆的电路外，其结构与图2和图3所示的结构相同。
软性电缆11连接在第1机体2与第2机体3之间，用多根电线连接各机体之间的电路。在机体2与机体3之间还用接地电缆25连接机体的各接地(Gnd)，在该接地电缆25中串联地插入具有可变值(Z)的负载(27)。
本发明如上所述，在具有天线4配置在第2机体3的下方的结构的情况下，用接地电缆25连接第1机体2和第2机体3的各接地，根据由于无线设备使用时的频率或接近人体而产生的阻抗变化等，通过自动地相应改变接地电缆25的电抗成分，从而使天线的相位条件得以改变。通过改变天线的相位条件、使频带得以改变，以确保与使用频率相吻合的特性。
其次，说明关于改变作为接地电缆25负载部分即负载27电抗成分的结构。图1(b)表示负载27的等效电路，图1(c)表示负载27的实际电路的例子。
在图1(b)，使用片状的静电电容调整负载27的电抗成分时，设线圈L为47nH，为了使其谐振在使用频带810MHz~958MHz中变化，就需要C为开路～0.5pF左右。
在实际电路中用图1(c)来实现，将5pF的电容C1和变容二极管VC串联，并将22nH的线圈L1与其并联。47kΩ的电阻R1连接在电容C1与变容二极管VC的连接点上，在该电阻R1的另一端连接100pF的电容C2。在电阻R1与电容C2的连接点P上外加控制电压V，使变容二极管VC的容量发生变化。
现在，当分别用C(0.5)，C(2.5)来表示P点的外加电压V为0.5V、2.5V时的变容二极管VC的容量时，在将变容二极管VC置换成片状的静电电容的情况下，C(0.5)＝3.0pF～C(2.5)＝1.2pF，在V＝0.5～2.5时，与C1的合成电容值为1.9pF～1.0pF。通过L1使其相当接近开路～0.5pF。其结果，由负载27的电抗成分调整的谐振与1.5pF时为958MHz以上，4pF时为810MHz以下的变容二极管VC的可变范围大致一致。
其结果，接地电缆的负载调整的谐振1.5pF时为958MHz以上，4pF时为810MHz以下，与变容二极管VC的可变范围大致一致。
而且，用810MHz，885MHz，958MHz调整负载27的值，调谐共振，得到的相同特性的测量结果，如表3所示能抑制因频率不同而产生的特性变化。而且，还能抑制因机体的开关而产生的特性的差异。
表3  Z调整后的验证
       频率   810MHz   843MHz   885MHz   925MHz   958MHz
  效率(dB)  开启   -4.5   -   -3.2   -   -2.2
 关闭   -3.8   -   -2.1   -   -2.3
  通话时增益(dBd)C具有的增益   -12.3   -   -12.7   -   -12.2
在负载27上外加来自逻辑控制部9的控制电压以调整其电抗成分。在逻辑控制部9中，通过预先设定相对于无线设备使用频率的发生控制电压，待机时，从逻辑控制部9反映对应于使用频率预先设定的外加电压设定条件，逻辑控制部9自动地产生对应于使用频率的控制电压，调整负载27的电抗成分，通过改变无线设备机体上的电流分布，选择最佳的阻抗条件并改变天线4的相位条件。通过改变相位条件，使频带变化，能确保与使用频率相吻合的特性。
实施方式2
通话时，在出现用手捂住天线1的一部分等影响天线性能的情况下，在逻辑控制部9中检测出其处于通话状态，由逻辑控制部9在接地电缆25的负载27上反映对应于使用频率预先设定的通话状态的外加电压设定条件，通过改变无线设备机体上的电流分布，使天线4处于最佳的阻抗条件。
实施方式3
在对应于机体的开关状态改变天线的情况下，在逻辑控制部9中检测机体是处于开启状态还是关闭状态，由逻辑控制部9在接地电缆25的负载27上反映对应于使用频率预先设定的开启状态或关闭状态的外加电压设定条件，通过改变无线设备机体上的电流分布，使天线4处于最佳的阻抗条件。
工业上的实用性
本发明能使用于手机等便携式无线设备。

Claims (5)

1.一种便携式无线设备，其特征在于包括：
具有发话电路部、收话电路部、无线电路部之任何一个部分的第1机体(2)和第2机体(3)；连接所述第1机体(2)的电路部和所述第2机体(3)的电路部的软性电缆(11)；与所述无线电路部电连接，设置在所述第2机体(3)的、远离所述第1机体(2)的一端的天线(4)；连接所述第1机体(2)和第2机体(3)的各接地之间的接地电缆(25)；以及串联地插入在所述接地电缆(25)中的可变负载(27)。
2.如权利要求1所述的便携式无线设备，其特征在于，
检测使用频率，根据检测到的频率相应改变所述可变负载(27)的电抗成分。
3.如权利要求1所述的便携式无线设备，其特征在于，
检测是待机状态还是通话状态，根据检测到的状态相应改变所述可变负载(27)的电抗成分。
4.如权利要求1所述的便携式无线设备，其特征在于，
将所述第1机体(2)和第2机体(3)做成可折叠开关的式样，检测所述机体是处于开启状态还是关闭状态，根据检测到的状态相应改变所述可变负载(27)的电抗成分。
5.如权利要求1～4中的任一项所述的便携式无线设备，其特征在于，
所述可变负载(27)可使用变容二极管等有源元件。
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