CN1929198B - 天线装置和无线电通信终端 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种天线装置和无线电通讯终端，可执行分级接收并可扩展主天线(11)能够发射和接收无线电波的频带宽度。其设置有切换单元，将副天线从用作天线切换到用作寄生元件，或者从用作寄生元件切换到用作天线，副天线同用于进行发射和接收的主天线(11)合作而执行分集接收；主天线(11)和副天线(12)被设置成间隔预定的距离，所以，通过电磁耦合能实现多重谐振，副天线(12)可以用作寄生元件，以产生多重谐振，从而扩展主天线(11)能够发射和接收无线电波的频带宽度。
Description
发明领域
本发明涉及用于接收无线电波信号的天线装置和无线电通信终端。
技术背景
近年来，分集接收在包括蜂窝电话在内的无线电通信终端中得到了应用。在分集接收中，收发天线元件和只收天线元件连接至接收装置，根据接收电场强度选择这些天线元件接收到的信号，所以，从这些天线元件接收到的信号中，选择具有较高接收电场强度的信号。或者，将各天线接收到的信号合成。
另一方面，无线电通信终端的进一步小型化和高度功能化是人们所希望的。因此，让无线电通信终端具有内置天线元件的同时使部件装配区域变小，是绝对必要的。
伴随着无线电通信终端的进一步小型化和高度功能化，天线元件也在趋向小型化。
当上述收发天线元件和只收天线元件内置于无线电通信终端中时，天线性能(如，天线增益和接收灵敏度)会因为某些情形(如，靠近外围电子部件和地(GND)区域等)而趋于恶化。此外，在有保证的区域内不足以将两个天线元件装配得充分隔离开的情况下，收发天线元件和只收天线元件安装得比所需较近。这样的较近安装导致天线元件之间的干扰，从而使天线性能趋于恶化。此外，由于这种内置天线很小，因此还有一个问题：无线电通信终端上安装的天线的可接收频带宽度较窄。
因此，例如，未审查的日本专利申请KOKAI公开号2000-31721披露了一种蜂窝电话，其中，电磁屏蔽装置设置在构成分集天线的两个螺旋线圈单元中间，该两个螺旋线圈正交地设置在蜂窝电话壳体的上部。在所披露的结构中，该电磁屏蔽装置将相互干扰抑制得较小，并改善了分集效果。此外，未审查的日本专利申请KOKAI公开号2000-31721披露了一种方法，用于在这种结构的蜂窝电话中实现电磁耦合，其中，附加元件(如，寄生螺旋线圈元件)设置在两个螺旋线圈元件的外边，从而与发射和接收频率的带宽扩展兼容，或者，与多频带兼容，后者涉及分离较宽的多个频率。
此外，在未审查的日本专利申请KOKAI公开号2004-72605所披露的便携式无线电通信终端中，第一天线单元构建在第一壳体中，第二天线单元构建在第二壳体中，第二壳体可以折叠到第一壳体上。所以，当第一壳体和第二壳体处于打开位置时，第一天线单元和第二天线单元充当分集天线的组成部分。此外，当第一壳体和第二壳体处于闭合位置时，第二天线单元充当寄生元件，其通过与第一天线单元进行电磁耦合而工作，从而扩展第一天线单元的带宽。
但是，未审查的日本专利申请KOKAI公开号2000-31721所披露的结构在构成分集天线的两个螺旋线圈元件外边设置了附加的元件，如电磁屏蔽装置和寄生螺旋线圈元件等。因此，存在天线装置结构变复杂的问题。
此外，未审查的日本专利申请KOKAI公开号2004-72605披露的结构包括两个天线单元，它们分别处于两个可折叠的壳体中，构成分集天线。因此，这种结构无法用在由单个壳体构成的无线电通信终端中，因此不够通用。
本发明是针对这一点而做出的，本发明的目的是提供一种天线装置，其能够执行分集接收，并能扩展主天线发射和接收无线电波的频带宽度，并且，既能安装在具有一个壳体的无线电通信终端中，也能安装在具有两个壳体的无线电通信终端中，以及，提供一种装配有该天线装置的无线电通信终端。
发明内容
为实现上述目的，本发明的天线装置是一种具有主天线(11)和副天线(12)的天线装置，所述主天线用于进行发射和接收，所述副天线用于同所述主天线合作而执行分集接收，其中，
提供了一个切换单元(15)，其将所述副天线从用作天线切换到用作寄生元件，或者从用作寄生元件切换到用作天线，以及
所述主天线和所述副天线被设置成间隔预定的距离，从而使得通过这两个天线的电磁耦合能实现多重谐振。
所述切换单元可以切换所述副天线的连接，从而使得所述副天线连接至接收电路(21)，或者使得所述副天线直接接地或经由具有预定电阻值的电阻而接地。
所述主天线和所述副天线可各自连接至一个匹配电路(13、14)，调整所述匹配电路，从而在这两个天线之间实现适当的电磁耦合强度。
所述多重谐振可有两个谐振频率，其中的第一个谐振频率被优先设定在发射频带侧，以及，其中的第二个谐振频率基于所述第1谐振频率而被设定在接收频带侧。
所述主天线和所述副天线均可以包括形成在印制基板上的介质片(dielectric chip)天线、曲折线(meander line)天线、单极型辐射图天线(pattern antenna)或其任意组合。
所述主天线可以包括介质片天线和辅助天线元件，所述介质片天线实现在印制基板上，以及，所述辅助天线元件是通过将所述印制基板的布线金属层进行图案化而形成的，且连接至所述介质片天线的开放端。
为了实现上述目的，本发明的无线电通信终端包括：
所述天线装置；
接收信号处理单元(18、21、24)，处理所述天线装置接收到的无线电波信号；以及
发射单元(25)，从所述天线装置发送无线电波信号。
当所述天线装置的副天线用作寄生元件时，所述接收信号处理单元可以处理所述天线装置的主天线接收到的信号；当所述副天线用作天线时，所述接收信号处理单元可以对所述主天线接收到的信号和所述副天线接收到的信号执行分集处理。
所述天线装置的切换单元可以根据收到的无线电波信号的类型，切换所述副天线的连接。
所述天线装置的切换单元可以根据通信模式，切换所述副天线的连接。
本发明提供了一种用在天线装置中的切换单元(15)，所述天线装置具有主天线(11)和副天线(12)，所述主天线用于进行发射和接收，所述副天线用于同所述主天线合作而执行分集接收，所述切换单元将所述副天线从用作天线切换到用作寄生元件，或者从用作寄生元件切换到用作天线。此外，所述主天线和所述副天线被设置成间隔预定的距离，从而可以通过电磁耦合实现多重谐振。
根据本发明的这种结构，可以将一个天线装置用作分集天线，同样也可以将其用作具有宽带宽的收发天线。
此外，根据本发明，上述天线装置设置在无线电通信终端中，可以执行分集接收，以及，扩展主天线能发射和接收无线电波的频带宽度。
附图说明
通过阅读下面的详细说明和附图，本发明的这一目的和其他目的以及优点将变得更加显而易见，在附图中：
图1的框图示出了无线电通信终端的内部结构；
图2A和2B示出了在便携式通信终端的衬底上实现的、主天线和副天线的一个示例；
图3示出了主天线、副天线、主匹配电路和副匹配电路的结构；
图4A至4C示出了主天线和副天线的天线特性；以及
图5示出了切换单元的内部结构。
具体实施方式
下面描述用于实现本发明的一个优选实施例。但是，本发明的保护范围不限于附图所示的实施例。
图1示出了作为无线电通信终端的便携式通信终端100的内部结构，其包括根据本发明的天线装置。在本实施例中，一个蜂窝电话终端用作便携式通信终端100。
如图1所示，便携式通信终端100包括收发部件10和终端功能部件30。
在这里，收发部件10包括主天线11、副天线12、主匹配电路13、副匹配电路14、切换部件15、双工器16、GPS接收滤波器17、主接收电路18、主接收滤波器19、第一副接收滤波器20、副接收电路21、第二副接收滤波器22、振荡器23、控制部件24、发射电路25、发射滤波器26、功率放大器27、功率检测器28和隔离器29等。
主天线11是用于进行发射和接收的天线，其设置在便携式通信终端100内。主天线11能够发射和接收的无线电波信号遵从预定的通信方案，如CDMA2000(码分多址2000)、GSM(全球移动通信系统)和EDGE(增强数据GSM环境)等。假设本发明的实施方式的主天线11与预定的通信方案(CDMA2000)兼容，其中，该通信方案(CDMA2000)的接收频带为832至870MHz，发射频带为887至925MHz。
进一步，收到GPS(全球定位系统)无线电波信号时，主天线11在接收该GPS无线电波信号所需的频率(1575.42MHz)上谐振。这样，就能够接收到从GPS卫星发射的GPS无线信号。
副天线12设置在便携式通信终端100内。副天线12同主天线11合作而执行分集接收。副天线12能够接收到的无线电波信号遵从与主天线11相同的通信方案。
主匹配电路13用于将从双工器16观察到的主天线11的阻抗匹配为预定的特性阻抗。
副匹配电路14用于将从第一副接收滤波器20观察到的副天线12的阻抗匹配为预定的特性阻抗。
现在参照图2至4，描述前面提及的主天线11、副天线12、主匹配电路13和副匹配电路14。
图2示出了装配在便携式通信终端100的衬底(印制基板)上的主天线11和副天线12的一个示例。如图2(a)所示，主天线11包括介质片天线11a和附加的导体(辅助天线元件)11b。介质片天线11a设置在衬底上。附加的导体11b是通过将衬底上的布线金属层进行图案化而形成的，且连接至介质片天线11a的开放端。此外，副天线12是曲折线天线，其金属薄片树脂膜的金属薄片被图案化成曲折线形状。副天线11是通过将刻有曲折线形状的金属薄片树脂膜贴附在沿着衬底端部设置的部件上而形成的。所以，主天线11和副天线12被设置成间隔预定的距离，从而通过两天线的谐振系统而相互电磁耦合。更具体地说，主天线和副天线被设置成：这两个天线的相应整体的最接近部分彼此间隔预定的距离。
主天线11和副天线12不限于上面给出的实施例，也可以用不同的实施例来实现。例如，如图2(b)所示，副天线12可以通过将上面刻有曲折线形状的金属薄片树脂膜贴附在衬底上而形成。也可以在衬底上的布线金属层上直接图案化为曲折线形状来形成副天线。此外，副天线12的形状不限于曲折线形状，也可以是其他图案，如Z字型图案等。此外，构成主天线11和副天线12的天线元件不限于上面所述，也可以采用不同材料或不同形状的其他天线元件。换言之，可以采用各种类型的天线元件作为主天线11和副天线12的天线元件，例如，金属线构成的螺旋线圈天线、金属板形成的改良单极天线、衬底上的布线金属层形成的单极型辐射图天线等。此外，主天线11和副天线12均可以采用相同类型的天线元件来构建。
也就是说，可以采用一种合适类型的天线元件作为主天线11和副天线12，这包括：介质片天线、曲折线天线、螺旋线圈天线、改良的单极天线、和形成在印制基板上的单极型辐射图天线等。此外，这些天线元件可以组合起来使用。
根据主天线11和副天线12所用的天线元件的类型，也可以将主天线11和副天线12在保持预定距离的情况下并列地设置，而不是将主天线11和副天线12设置成这两个天线的相应整体的最接近部分彼此间隔预定的距离。
图3示出了主天线11、副天线12、主匹配电路1 3和副匹配电路14的结构。
如图3所示，主匹配电路13设置在主天线11和切换部件15之间。主匹配电路13的一个线圈具有预定的电感L1，连接在主天线11的馈电端和切换部件15之间；另一个线圈具有预定的电感L2，一端连接在所述线圈和切换部件15之间，另一端接地。此外，副匹配电路14设置在副天线12和切换部件15之间。副匹配电路14的一个线圈具有预定的电感L3，连接在副天线12的馈电端和切换部件15之间；另一个线圈具有预定的电感L4，一端连接在所述线圈和切换部件15之间，另一端接地。
现在参照图4，解释主天线11和副天线12的天线特性。
图4示出了主天线11和副天线12的天线特性。横轴表示频率，纵轴表示每个天线的VSWR(电压驻波比)的值。
如图4(a)所示，主天线11的中心频率被设置为：在832至870MHz接收频带和887至925MHz发射频带之中的、偏向发射频带侧的值(例如，925MHz)。副天线12的中心频率被设置为：邻近832至870MHz接收频带的下限(例如，800MHz)。
在本实施例中，主天线11的中心频率未设置在接收频带和发射频带的中心，而是偏向发射频带侧(例如，925MHz)。这是因为，通过主天线11和副天线12的分集接收，能够接收到频率处在832至870MHz接收频带内的无线电波。还因为，这种无线电波能够通过带宽扩展接收到，带宽扩展是通过后面描述的对主天线11的设置来实现的，并且，优先设定了发射特性。
此外，在本实施例中，副天线12的中心频率未设置成接收频带内的频率，而是设置成超出接收频带下限的值(例如，800MHz)。这是因为，即便主天线11的中心频率设置在发射频带的上限(925MHz)并且副天线12的中心频率设置在接收频带的下限(832MHz)，也不能获得适当的多重谐振，因为这两个天线相互是过强的电磁耦合的。因此，设置主天线11和副天线12的中心频率，以使得通过这两个天线的电磁耦合实现适当的多重谐振。
设置主匹配电路13和副匹配电路14中各个线圈的电感(L1-L4)，以使在主天线11的频带宽度800至925MHz中的VSWR的值由于这两个天线的多重谐振而变低，如图4(b)所示。换言之，通过主匹配电路13和副匹配电路14调整这两个天线的阻抗，从而扩展主天线11的谐振频率的带宽。
可以通过下面的过程调整主匹配电路13和副匹配电路14的各个线圈的电感值。
(1)首先，在主天线11中，在测量VSWR的同时调整主匹配电路13所包括的线圈的电感，从而使谐振发生在预期频率上(从发射频带和接收频带的中心偏移至发射频带)。
更具体地说，如果一个线圈具有假设分别对于构成主匹配电路13的两个线圈来说都为优选的电感，则连接它，测量每次连接时的VSWR。重复该过程，直到通过测量VSWR确定主天线11在预期频率上谐振为止。该调整过程是在如下情况下实现的，副天线12或通过预定值(例如，50Ω)的电阻端接，或开路，或接地。构造本实施例，以使得作为副天线12的匹配电路的副匹配电路14通过切换部件15而切换成接地。因此，上述调整过程优选在副天线12接地的情况下实现。
(2)接下来，在副天线12中，在测量VSWR的同时调整副匹配电路14所包括的线圈的电感，从而使谐振发生在预期频率上(从发射频带和接收频带的中心偏移至接收频带)。更具体地说，如果一个线圈具有假设分别对于构成副匹配电路14的两个线圈来说都为优选的电感，则连接它，测量每次连接时的VSWR。重复该过程，直到通过测量VSWR确定副天线12在预期频率上谐振为止。该调整过程是在如下情况下实现的，副天线12或通过预定值(例如，50Ω)的电阻端接，或开路。
(3)接下来，确定主天线11和副天线12之间的隔离。这两个天线之间的隔离优选至少为8dB或更大。小于8dB的隔离不会产生适当的多重谐振，从而导致成为如图4(c)所示的天线特性并且无法改善天线性能。
在隔离较低的情况下，增加副匹配电路14的电感L3的值。也就是说，用具有更大电感的线圈取代电感L3的线圈，来使副天线12的谐振频率偏移至较低端。
(4)接下来，重新确定主天线11的VSWR，以确保：与(1)的VSWR确定的特性相比，主天线11的带宽通过副天线12的谐振影响而扩展到接收频带一侧。在这里，如果主天线11的带宽在扩展后达不到预期值，那么，副天线12的谐振特性(电磁耦合的强度)改变，故重复调整，直到达到预期值为止。例如，为了增强电磁耦合，降低电感L3的值，以提高频率，或者，增加电感L4的值，以扩展副天线12的谐振频率。此外，可以缩短这两个天线之间的相对距离。反过来，为了削弱电磁耦合，可以执行与上述相反的过程。
(5)通过重复过程(3)至(4)，确定两天线之间的隔离和电磁耦合的状态，并确定副匹配电路14的电感L3和电感L4的值。
(6)确定副匹配电路14的电感后，测量主天线11的VSWR，如果谐振频率低，就降低电感L1的值。如果该值高，就增加电感L1的值。在这里，通过增加或者降低电感L2来调整VSWR的平衡(从而提高VSWR的峰值或者牺牲峰值来改善带宽)。然后，测量主天线11的天线增益和辐射特性，以确保满足预期的天线特性。
回到图1中，切换部件15是高频切换电路，其包括GaAs-MMIC(砷化镓单片微波IC)等。在控制部件24的控制下，切换部件15根据发射和接收操作，通过主天线11和副天线12，切换信号的输入—输出路径。
图5示出了切换部件15的内部结构。
切换部件15在接收到语音呼叫时，在控制部件24的控制下切换连接，从而使主匹配电路13连接到连向双工器16的路径RX1，并使副匹配电路14接地。因此，副天线12作为寄生元件被电磁耦合到主天线11，从而扩展了主天线11的接收频带，如上所述。
此外，切换部件15在通过数据通信(如，网络浏览和接收电子邮件)接收到无线电波信号时，在控制部件24的控制下切换连接，从而使主匹配电路13连接到连向双工器16的路径RX1，并使副匹配电路14连接到连向第一副接收滤波器20的路径RX2。因此，便携式通信终端100过渡进入主天线11和副天线12均能接收无线电波信号的状态。换言之，达到了能对这两路接收信号进行分集处理的状态。
在便携式通信终端的移动等产生电场强度变化时，仅由通过多重谐振而使带宽得到扩展的主天线11接收无线电波信号的接收系统中的接收电平，比将两个天线接收到的接收信号进行分集处理的接收系统中的接收电平降低得要多。当便携式通信终端100中频繁地出现数据接收错误时，发送方(基站一侧)便以降低的传输速率发送数据。这会导致数据通信的速度降低。因此，从高速数据通信的角度来看，采用具有图4(a)所示接收频带的两个天线来执行接收信号的分集处理的接收系统要优于主天线11通过多重谐振而使带宽得以扩展的接收系统。
因此，在诸如网络浏览和接收电子邮件之类的数据通信中，频繁接收到大量的数据，包括图像数据，采用两个天线来执行接收信号的分集处理的接收系统优于主天线11通过多重谐振而扩展了带宽的接收系统。
进一步，在接收到GPS无线电波信号时，切换部件15在控制部件24的控制下切换连接，以使得主匹配电路13连接到与GPS接收滤波器17相连的路径GPS，并使得副匹配电路14接地。这样，便携式通信终端过渡进入仅通过主天线11接收GPS无线电波信号的状态。
更进一步，在发射无线电波信号时，切换部件15在控制部件24的控制下切换连接，以使得主匹配电路13连接到与双工器16相连的路径RX1，并使得副匹配电路14接地。这样，便携式通信终端过渡进入通过主天线11能发射无线电波信号的状态。
如上所述，接收到语音呼叫和GPS无线电波信号时以及发射无线电波信号时，副匹配电路14接地。但是，本发明不限于此。例如，副匹配电路可以经由预定值(例如，50Ω)的电阻而端接，并且可以被置入高阻抗状态，其中副匹配电路从内部电路断开。当副匹配电路14经由预定值(例如，50Ω)的电阻而端接时，优选在副天线12经由预定值(例如，50Ω)电阻而端接的情况下执行主匹配电路13所包括的线圈的电感调整。此外，当副匹配电路14被置入副匹配电路从内部电路断开的高阻抗状态时，优选在副天线12开路的情况下执行主匹配电路13所包括的线圈的电感调整。
回到图1中，双工器16包括BPF(带通滤波器)等，其包括介质振荡器。双工器16将接收信号与发射信号分离开，每种信号遵从预定的通信方案。具体而言，双工器16将主天线11接收到的832至870MHz接收信号通过路径RX3，输出到主接收电路18。此外，双工器16将从发射电路25通过路径TX输出的887至925 MHz发射信号通过路径RX，输出到主天线11。
GPS接收滤波器17由BPF等构成，其包括介质振荡器等。GPS接收滤波器17切断处于通过主天线11接收到的GPS无线电波信号的接收频带之外的信号。经过GPS接收滤波器17的1575.42MHz GPS接收信号被输出到主接收电路18。
主接收电路18包括低噪声放大器(未显示)、主接收滤波器19和电波检测电路(未显示)等。主接收电路18对从双工器16输出的接收信号执行预定的信号处理，然后将信号输出到控制部件24。在这里，主接收滤波器19包括BPF等，其包括介质振荡器等。主接收滤波器19用于在检测电路对低噪声放大器放大过的接收信号进行解调之前第二次切断接收频带之外的信号。
此外，主接收电路18对从GPS接收滤波器17输入的GPS接收信号执行预定的信号处理，然后向控制部件24输出。在GPS接收信号中，处于接收频带之外的信号被主接收滤波器19切断，这与从双工器16输入的接收信号相似。
第一副接收滤波器20包括BPF等，其包括介质振荡器。第一副接收滤波器20切断处于通过副天线12接收到的接收信号的接收频带之外的信号，并输出832至870MHz的接收信号，这些接收信号经过第一副接收滤波器20而到达副接收电路21。
副接收电路21包括低噪声放大器(未显示)、第二副接收滤波器22和电波检测电路(未显示)等。副接收电路21对从第一副接收滤波器20输入的接收信号执行预定的信号处理，然后将处理过的接收信号输出到控制部件24。在这里，第二副接收滤波器22包括BPF等，其包括介质振荡器等。第二副接收滤波器22用于在检测电路对低噪声放大器放大过的接收信号进行解调之前第二次切断接收频带之外的信号。
振荡器23包括石英晶体振荡器等。振荡器23向主接收电路18、副接收电路21和发射电路25发送预定的频率(例如，19.2MHz)，作为便携式通信终端100所包括的各部件的同步信号参考。
控制部件24包括CPU、RAM等。控制部件24与存储部件36中存储的预定程序合作，从而对便携式通信终端100的各部件进行集中控制。
具体而言，控制部件24判断接收到的信号是语音呼叫还是数据通信，并基于该判断结果控制切换部件15。如果是语音呼叫，控制部件24通过多重谐振扩展主天线11的带宽，如果是数据通信，控制部件24对使用两个天线接收到的各信号执行分集处理。
如果是语音呼叫，控制部件24对从主接收电路18输入的接收信号进行解调。然后，控制部件24将通过解调获得的数据信号输出到终端功能部件30的接收机部件33和音频IC 40。
如果是数据通信，控制部件24对从主接收电路18和副接收电路21输入的接收信号均执行分集处理。通过对处理过的接收信号进行解调而获得的数据信号被输出到终端功能部件30的音频IC 40、主显示部件37或副显示部件38。由于这里使用的是分集系统，所以，可以采用一种从两个接收信号中选择接收电平较高的接收信号的系统(选择性分集系统)。或者，可以采用将两个接收信号进行同相组合的系统(组合式分集系统)。
此外，控制部件24基于从主接收电路18输入的GPS接收信号，测量自身的便携式通信终端100的位置。然后，控制部件24控制主显示部件37或副显示部件38，以显示表示测量位置信息的图像数据和符号数据等。
此外，在用户呼叫和发送电子邮件时，控制部件24将从后面描述的声音收集器34输入的语音信号或者从控制台部件35输入的数据信号转换成预定的压缩编码格式。然后，控制部件24将转换后的数据作为发射信号输出到发射电路25。
发射电路25包括调制器(未显示)等。发射电路25对从控制部件24输入的发射信号执行预定的信号处理，然后将发射信号输出到发射滤波器26。
发射滤波器26包括由介质振荡器构成的BPF等。发射滤波器26切断处于从发射电路25输入的发射信号的发射频带之外的信号，并将经过发射滤波器26的887至925MHz发射信号输出到功率放大器27。
功率放大器27包括放大电路等。功率放大器27放大从发射滤波器26输入的发射信号。
功率检测器28检测发射信号的输出值，从而进行控制以使发射时的发射功率为恒定。
隔离器29控制发射信号的流向，从而使从功率放大器27输入的发射信号流向双工器16，并切断从双工器16输入的信号，包括噪声。此外，隔离器29抑制功率检测器28输出端的阻抗变化并使其稳定化。
下面描述便携式通信终端100的终端功能部件30。
如图1所示，终端功能部件30包括电源IC31、电源32、接收机部件33、声音收集器34、控制台部件35、存储部件36、主显示部件37、副显示部件38、图像拾取部件39、音频IC40和扬声器41等。
电源IC31根据从控制部件24输入的指令，向便携式通信终端100的各个部件提供从电源32(包括AC适配器和可充电电池等)供应的驱动电力。
接收机部件33是声音输出装置，包括在通话时与用户的耳部周边相对应的位置设置的扬声器等。接收机部件33输出从控制部件24输入的语音信号。
声音收集器34是麦克风等，设置在通话时与用户的嘴部周边相对应的位置。声音收集器34将收集到的要发射的语音作为语音信号输出到控制部件24。
控制台部件35包括用于输入各种字符的字符输入键和各种功能键等。控制台部件35向控制部件24输出用户按下的各个键的按下信号。
存储部件36包括记录介质(未显示)，其中预先存储了程序和数据等。该存储介质包括EEPROM(可电擦除和可编程的只读存储器)、诸如闪存之类的半导体存储器或者磁记录介质。该存储介质固定地设置在存储部件36上，或者可装卸自如地安装在其上面。所以，存储介质存储了各种处理器程序和各种处理程序处理的数据等。此外，程序是以计算机可读程序代码的形式存储的。控制部件24与程序合作，通过发向和来自外部信息终端的呼叫或者通过互联网等，执行数据通信。
主显示部件37是一个显示装置，包括设置在便携式通信装置100的前面上(在该面上设置有控制台部件35)的LCD(液晶显示器)、ELD(电发光显示器)。主显示部件37根据从控制部件24输入的显示信号的指令，在主显示部件37上显示各种图像。
副显示部件38是一个显示装置，包括设置在便携式通信装置100的背面上的LCD、ELD等，并根据从控制部件24输入的显示信号的指令，在其上面显示各种图像。
图像拾取部件39包括玻璃或塑料等制成的光学镜头等以及成像器像素表面，成像器像素表面上二维地设置有多个成像器件，如CCD(电荷耦合器件)和CMOS(互补型金属氧化物半导体)。当从控制部件24输入执行成像的指令时，图像拾取部件39将通过光学镜头输入并在成像器像素表面上成像的目标图像转换成电信号，生成图像数据，并将图像数据输出到控制部件24。
音频IC40包括放大器和LPF(低通滤波器)等。在对从控制部件24输入的语音信号执行了预定的信号处理之后，音频IC40将该声音向外部的声音输出装置输出，如便携式通信终端100中内置的扬声器41，或者通过未显示的声音输出装置而相连的耳机。
下面描述采用便携式通信终端100的上述结构接收从外部设备发射的无线电波信号时的操作。
检测到接收信号为语音呼叫时，控制部件24控制切换部件15切换连接。换言之，图5所示的主匹配电路13的连接切换到伸向双工器16的路径RX1，并且，副匹配电路14接地。这样，便携式通信终端100切换进入，通过多重谐振而使接收带宽得以扩展的主天线11能够接收无线电波信号的状态。
在上述状态下，具有图4(b)所示接收频带的主天线11接收从外部设备发射的语音呼叫的无线电波信号。在这里，主天线11收到的接收信号通过路径RX1和路径RX3输入到主接收电路18，然后对其执行预定的信号处理后输出到控制部件24。
控制部件24对从主接收电路18输入的接收信号进行解调。通过将解调获得的语音信号输出到接收机部件33或者音频IC40，从而接收到从外部设备发送的无线电波信号。
此外，检测到接收信号为数据通信时，控制部件24控制切换部件15切换连接。换言之，图5所示的主匹配电路13的连接切换到伸向双工器16的路径RX1，并且，副匹配电路14的连接切换到伸向第一副接收滤波器20的路径RX2。这样，便携式通信终端100切换进入主天线11和副天线12都能接收无线电波信号的状态。
在这种状态下，具有图4(b)所示接收频带的主天线11和副天线12接收从外部设备发射的数据通信的无线电波信号。在这里，主天线11收到的接收信号通过路径RX1和路径RX3输入到主接收电路18，并在对其执行预定的信号处理后输出到控制部件24。此外，副天线12将接收信号通过路径RX2输入到副接收电路21，并将其在执行预定的信号处理后输出到控制部件24。
控制部件24对从主接收电路18和从副接收电路21输入的接收信号执行分集处理。然后，通过对处理过的接收信号进行解调而获得的数据信号被输出到音频IC40、主显示部件37或者副显示部件38，从而接收到从外部设备发送的无线电波信号。
如上所述，根据本实施例，同进行发射和接收的主天线合作而执行分集接收的副天线可充当寄生元件。此外，主天线11和副天线12被设置成间隔预定的距离，从而通过电磁耦合能实现多重谐振。这样，将副天线12用作寄生元件并产生多重谐振能够扩展主天线11的可发射和可接收频带的宽度。此外，在数据通信时，将副天线12原始地用作天线，能够对无线电波信号进行分集接收。
上述实施例的说明给出了本发明的无线电通信终端的一个示例，但本发明不限于此。在不偏离本发明保护范围的前提下，可以修改上述实施例的无线电通信终端的结构细节和操作细节。
例如，将本发明说明为应用于便携式通信终端100(蜂窝电话终端)的上述实施例并不限制本发明。也可以将本发明应用于能够与外部之间通过无线电波信号进行无线通信的电子设备，如带无线电通信功能的PDA(个人数字助理)等。此外，也可以将本发明应用于这种类型的无线电通信终端，其连接到所用的其他电子器件，如无线卡、无线电模块和无线电调制解调器。这种类型的无线电通信终端包括与本发明的收发部件10基本相同的电路，并且在其结构中，经过分集处理的接收信号邓通过接头输出到电子元件，来自电子元件的信号通过接头输入。
此外，在上述实施例中，主天线11发射和接收无线电波信号，副天线12接收无线电波信号。然而，该结构不限于此，主天线11和副天线12均可发射和接收无线电波信号。
此外，在上述实施例中，要判断接收到的无线电波是语音呼叫还是数据通信，并根据该判断结果控制切换部件15。然而，也可以有这样的实施例：判断便携式通信终端100的通信模式，并根据该判断结果控制切换部件15。如果，例如判断便携式通信终端100的通信模式，首先，判断通信模式是语音呼叫模式还是数据通信模式。采用这种结构，如果确定该模式为数据通信模式，则进一步确定该模式是数据发射模式还是数据接收模式。进一步，当便携式通信终端100的通信是语音呼叫模式或者数据发射模式时，则切换连接，从而将主匹配电路13连接到伸向双工器16的路径RX1，并将副匹配电路14接地。进一步，当便携式通信终端100的通信是数据接收模式时，可以切换连接，从而将主匹配电路13连接到伸向双工器16的路径RX1，并将副匹配电路14连接到伸向第一副接收滤波器20的路径RX2。
在不偏离本发明的宽泛精神和保护范围的前提下，可以做出各种实施例和变化。上面描述的实施例意在说明本发明，而不是限制本发明的保护范围。本发明的保护范围由所附的权利要求书、而非实施例来界定。在本发明的权利要求及其等同物范围内做出的各种修改应视为落入本发明的保护范围。
Claims (11)
1.一种天线装置，具有主天线(11)和副天线(12)，所述主天线用于进行发射和接收，所述副天线用于同所述主天线合作而执行分集接收，其中，
提供了一个切换单元(15)，其将所述副天线从用作天线切换到用作寄生元件，或者从用作寄生元件切换到用作天线，
所述主天线和所述副天线被设置成间隔预定的距离，从而使得通过这两个天线的电磁耦合能实现多重谐振；以及其中，当所述副天线用作寄生元件时，由所述主天线接收无线电波信号，以及，当所述副天线用作天线时，由所述主天线和所述副天线执行无线电波信号的分集接收。
2.如权利要求1所述的天线装置，其中，所述切换单元切换所述副天线的连接，从而使得所述副天线连接至接收电路(21)，或者使得所述副天线直接接地或经由具有预定电阻值的电阻而接地。
3.如权利要求1或2所述的天线装置，其中，所述主天线和所述副天线各自连接至一个匹配电路(13、14)，调整所述匹配电路，从而在这两个天线之间实现适当的电磁耦合强度。
4.如权利要求1或2所述的天线装置，其中，所述多重谐振有两个谐振频率，
其中的第一个谐振频率被设定为从发射频带和接收频带的中心偏移至所述发射频带，以及
其中的第二个谐振频率被设定为基于所述第一个谐振频率偏移至所述接收频带。
5.如权利要求1或2所述的天线装置，其中，所述主天线和所述副天线均包括形成在印制基板上的介质片天线、曲折线天线、单极型辐射图天线或其任意组合。
6.如权利要求1或2所述的天线装置，其中，
所述主天线包括介质片天线和辅助天线元件，所述介质片天线实现在印制基板上，以及，所述辅助天线元件是通过将所述印制基板的布线金属层进行图案化而形成的，且连接至所述介质片天线的开放端。
7.一种无线电通信终端，包括：
如权利要求1所述的天线装置；
接收信号处理单元(18、21、24)，处理所述天线装置接收到的无线电波信号；以及
发射单元(25)，从所述天线装置发送无线电波信号。
8.如权利要求7所述的无线电通信终端，其中，当所述天线装置的所述副天线用作寄生元件时，所述接收信号处理单元处理所述天线装置的所述主天线接收到的信号，以及，当所述副天线用作天线时，所述接收信号处理单元对所述主天线接收到的信号和所述副天线接收到的信号执行分集处理。
9.如权利要求7或8所述的无线电通信终端，其中，所述天线装置的所述切换单元根据收到的无线电波信号的类型，切换所述副天线的连接。
10.如权利要求7或8所述的无线电通信终端，其中，所述天线装置的所述切换单元根据通信模式，切换所述副天线的连接。
11.一种天线装置，具有主天线(11)和副天线(12)，所述主天线用于进行发射和接收，所述副天线用于同所述主天线合作而执行分集接收，其中，
提供了一个切换单元(15)，其将所述副天线从用作天线切换到用作寄生元件，或者从用作寄生元件切换到用作天线，
所述主天线和所述副天线被设置成间隔预定的距离，从而使得通过这两个天线的电磁耦合能实现多重谐振；
所述切换单元根据收到的无线电波信号的类型或通信模式，切换所述副天线的连接。
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