JP2002026643A - 通信装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 放射特性の優れた通信装置を提供する。 【解決手段】 送信波Ｓｔを供給したロッドアンテナ９
に反射波Ｒtが発生すると、その反射波Ｒｔをサーキュ
レータ１５ａを有する反射波検出回路１５を通じて内蔵
形アンテナ１０に供給して再放射させる。これにより、
ロッドアンテナ９の放射特性の低下を内蔵形アンテナ１
０が補償し、総合的に放射特性の優れた通信装置を実現
する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば無線携帯電
話などの通信装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、携帯性を有する無線携帯電話で
は、図６に示すように、筐体の外側に伸縮自在に設けら
れた送受信用のロッドアンテナ１と、筐体内に内蔵され
た受信用の内蔵形アンテナ２が搭載されており、アンテ
ナ切替回路７の切替え制御の下で、送信時にはロッドア
ンテナ１による送信を行い、受信時にはロッドアンテナ
１と内蔵形アンテナ２によるダイバーシチ受信を行うこ
とで、フェージングなどに伴う受信レベルの変動を抑制
するようにしている。

【０００３】すなわち、送信の際には、送信すべき信号
波ＳTXを送信回路３で変調した後、高周波電力増幅器４
で電力増幅し、方向性結合器５とアイソレータ６及びア
ンテナ切替回路７を通った送信波Ｓtをロッドンテナ１
を介して放射している。受信の際には、ロッドアンテナ
１と内蔵形アンテナ２がダイバーシチ受信した受信波を
アンテナ切替回路７を介して受信回路８に供給し、受信
回路８が受信波を周波数変換及び検波することで信号波
ＳRXを再生している。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記従来の
無線携帯電話では、何らかの外的要因でロッドアンテナ
１のインピーダンスが変動し、ロッドアンテナ１から放
射されるべき送信電波の一部が反射波Ｒtとなって送信
回路３側へ戻る場合があるため、アンテナ切替回路７を
通過した反射波Ｒtのエネルギーを上記アイソレータ６
で消費することにより、送信回路３側への反射波Ｒtに
よる悪影響を未然に防止する構成となっている。

【０００５】しかし、反射波Ｒtのエネルギーをアイソ
レータ６で消費することは、送信波Ｓtのエネルギーを
無用に浪費していることになるため、ロッドアンテナ１
から放射される送信電波の強度が低下することになる。

【０００６】また、利用者が通話などのために無線携帯
電話を耳元に装着したり、誘電体や金属などの物体の近
くで通話などを行うと、送信電波の指向特性が変動し、
良好な送信状況が得られなくなる場合が生じるという問
題があった。

【０００７】本発明はこうした従来技術の課題を克服す
るためになされたものであり、送信電波の放射特性（放
射効率と指向特性）などを向上させることを可能にする
通信装置を提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
本発明の通信装置は、複数のアンテナと、上記一のアン
テナに送信波を供給する送信波供給手段と、上記送信波
が供給された上記一のアンテナに生じる反射波を検知し
て上記他のアンテナに再供給する反射波供給手段とを具
備することを特徴とする。

【０００９】また、上記反射波供給手段は、上記反射波
の生じた上記一のアンテナとは指向特性の異なる上記他
のアンテナに再供給することを特徴とする。

【００１０】また、上記一のアンテナと上記他のアンテ
ナは、互いに異なる領域をカバーするような指向特性を
有することを特徴とする。

【００１１】かかる構成の通信装置によると、送信波を
供給した一のアンテナに反射波が生じた場合、反射波供
給手段がその反射波を一のアンテナとは異なる他のアン
テナに供給して再放射させる。これにより、一のアンテ
ナの放射特性の低下を他のアンテナが補償することにな
り、総合的に放射特性の向上を実現する。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の通信装置の実施の
形態を図面を参照して説明する。尚、好適な実施形態と
して無線携帯電話について説明する。

【００１３】図１は本無線携帯電話の構成を示すブロッ
ク図であり、本無線携帯電話には、送受信用のロッドア
ンテナ９と、主として受信用に用いられる内蔵形アンテ
ナ１０との複数のアンテナが備えられている。

【００１４】ロッドアンテナ９は、本無線携帯電話の筐
体の外側に伸縮自在に設けられ、内蔵形アンテナ１０
は、逆Ｆアンテナやパッチアンテナなどの小型アンテナ
で形成され、本無線携帯電話の筐体内に固定して設けら
れている。更に、これらのロッドアンテナ９と内蔵形ア
ンテナ１０は、後述するように自由空間に対して互いに
異なった固有の指向特性を有している。

【００１５】また、ロッドアンテナ９には、反射波検出
回路１５と第１のアンテナ切替回路１４、方向性結合器
１３、高周波電力増幅器１２、送信回路１１が順に接続
され、内蔵形アンテナ１０には、第２のアンテナ切替回
路１６と第１のアンテナ切替回路１４及び受信回路１７
が順に接続され、更に、反射波検出回路１５と第２のア
ンテナ切替回路１６との間が接続されている。

【００１６】かかる構成において、送信の際には、送信
すべき信号波ＳTXを送信回路１１で変調して高周波電力
増幅器１２で電力増幅した後、方向性結合器１３とアン
テナ切替回路１４及び反射波検出回路１５に通し、反射
波検出回路１５から出力される送信波Ｓtをロッドアン
テナ９を介して放射する。受信の際には、ロッドアンテ
ナ９と内蔵形アンテナ１０が受信した受信波を第２のア
ンテナ切替回路１６と第１のアンテナ切替回路１４を介
して受信回路１７に供給し、受信回路１７が受信波を周
波数変換及び検波することで信号波ＳRXを再生する。

【００１７】更に、第１，第２のアンテナ切替回路１
４，１６と反射波検出回路１５とによって反射波供給回
路が構成されており、送信の際にロッドアンテナ９から
反射されてくる反射波Ｒtを内蔵形アンテナ１０に供給
して放射させる反射波供給機能を発揮させる構成となっ
ている。

【００１８】すなわち、図２に示すように、第１のアン
テナ切替回路１４はスイッチ素子ＳＷａ，ＳＷｂを備え
て構成され、反射波検出回路１５はサーキュレータ１５
ａを備えて構成され、第２のアンテナ切替回路１６はス
イッチ素子ＳＷｃ，ＳＷｄを備えて構成されている。

【００１９】ここで、スイッチ素子ＳＷａはサーキュレ
ータ１５ａの第１の端子対Ｎ１に接続され、サーキュレ
ータ１５ａの第２の端子対Ｎ２にロッドアンテナ９が接
続され、サーキュレータ１５ａの第３の端子対Ｎ３と内
蔵形アンテナ１０の間にスイッチ素子ＳＷｄ，ＳＷｃが
直列接続され、更に、スイッチ素子ＳＷｄ，ＳＷｃの接
続点と受信回路１７の間にスイッチ素子ＳＷｂが接続さ
れている。

【００２０】そして、送信の際には、スイッチ素子ＳＷ
ａ，ＳＷｃ，ＳＷｄは導通状態、スイッチ素子ＳＷｂは
非導通状態に切替わることにより、方向性結合器１３か
ら供給される送信波Ｓｔをスイッチ素子ＳＷａとサーキ
ュレータ１５ａの第１，第２の端子対Ｎ１，Ｎ２を介し
てロッドアンテナ９に供給し、送信電波にして放射させ
る。

【００２１】更に、その送信の際に、ロッドアンテナ９
に反射波Ｒｔが生じると、その反射波Ｒｔをサーキュレ
ータ１５ａの第２，第３の端子対Ｎ２，Ｎ３とスイッチ
素子ＳＷｄ，ＳＷｃを通じて内蔵アンテナ１０に供給
し、送信電波にして放射させる。つまり、サーキュレー
タ１５ａとスイッチ素子ＳＷｄ，ＳＷｃを備えること
で、上記した反射波Ｒtを内蔵形アンテナ１０に供給し
て放射させる反射波供給機能を発揮する構成を実現して
いる。

【００２２】受信の際には、スイッチ素子ＳＷａは非導
通状態、スイッチ素子ＳＷｂは導通状態となり、更にス
イッチ素子ＳＷｃ，ＳＷｄは、ロッドアンテナ９と内蔵
形アンテナ１０に到来する電波の強度に応じて、交互に
導通状態と非導通状態に切り替わることによりダイバー
シチ受信を行う。つまり、ロッドアンテナ９に較べて内
蔵形アンテナ１０への到来電波の強度が高いときには、
スイッチ素子ＳＷｃが導通状態、スイッチ素子ＳＷｄは
非導通状態となり、ロッドアンテナ９に較べて内蔵形ア
ンテナ１０への到来電波の強度が低いときには、スイッ
チ素子ＳＷｃが非導通状態、スイッチ素子ＳＷｄは導通
状態となることで、ダイバーシチ受信を行う。そして、
このダイバーシチ受信で得られる受信波をスイッチ素子
ＳＷｂを介して受信回路２０に供給し、受信回路２０が
受信波を周波数変換及び検波することで信号波ＳRXを再
生する構成となっている。

【００２３】次にかかる構成を有する無線携帯電話の動
作を説明する。上記のようにスイッチ素子ＳＷａ，ＳＷ
ｃ，ＳＷｄが導通状態、スイッチ素子ＳＷｂが非導通状
態に切替わった状態で送信が行われているときに、何ら
かの外的要因によってロッドアンテナ９のインピーダン
スが変化し、送信波Ｓｔに対して反射波Ｒｔが発生する
と、その反射波Ｒｔはサーキュレータ１５ａの第２の端
子対Ｎ２に入力して第３の端子対Ｎ３より出力し、第２
のアンテナ切替回路１６のスイッチ素子ＳＷｄ，ＳＷｃ
を通って内部型アンテナ１０に供給される。

【００２４】このため、ロッドアンテナ９側で反射波Ｒ
ｔが生じた場合でも、その反射波Ｒｔを内蔵形アンテナ
１０を通じて放射（再放射）させることにより、送信波
Ｓｔの放射エネルギーの反射分を内部型アンテナ１０が
補償し、送信波Ｓｔの放射効率の低下を実質的に抑制す
る。

【００２５】尚、内蔵形アンテナ１０は主として受信用
として設けられているが、インピーダンス整合を送信帯
域まで拡張することで、反射波Ｒｔの再放射を可能にし
ている。また、無線携帯電話の場合には、一般に送信帯
域と受信帯域の周波数間隔が比較的近接しているため、
比較的簡素な構造で、受信用の内蔵形アンテナ１０を送
信用アンテナとして共用することを可能にしている。

【００２６】更に、ロッドアンテナ９側で生じた反射波
Ｒｔを内蔵形アンテナ１０で再放射することによって指
向特性の向上が実現され、この点について図３及び図４
に示す水平指向特性を参照して説明することとする。

【００２７】尚、図３は、実測したロッドアンテナ９の
水平指向特性、図４は、実測した内蔵形アンテナ１０の
水平指向特性を示している。また、本無線携帯電話Ｐを
自由空間内に配置したときと、本無線携帯電話Ｐに設け
られているイヤホーンを利用者の頭部Ｍの左耳に当てて
通話などを行ったときの水平指向特性を示しており、図
５に示すように、左耳に当たる方向を「前方」、本無線
携帯電話Ｐの背面側を「後方」、利用者の顔の方向を
「右」、利用者の頭部Ｍの後方を「左」とする直交座標
系を想定し、これら４つの座標軸方向を含む水平面内に
おける水平指向特性を示している。

【００２８】本無線携帯電話Ｐを自由空間内に配置し、
ロッドアンテナ９と内蔵形アンテナ１０から送信電波を
放射した場合には、各アンテナ９，１０は、自由空間に
対してインピーダンス整合が取れ且つ反射波が生じない
状態となる。このため、各アンテナ９，１０は、図３と
図４中の実線Ａ１，Ｂ１に示すように、互いに異なった
固有の指向特性を示すことになる。

【００２９】これに対し、利用者が本無線携帯電話Ｐを
頭部Ｍの耳元に当てると、その装着状況に応じて、ロッ
ドアンテナ９は自由空間に対してインピーダンス整合が
取れなくなる場合が発生し、図３中の点線Ａ２に示すよ
うに、指向特性が上記固有の指向特性Ａ１から大きく変
化する。

【００３０】このようにロッドアンテナ９の指向特性が
変化するとロッドアンテナ９では送信波Ｓtに対して反
射波Ｒｔが発生することになり、更に、送信波Ｓｔの一
部が利用者（人体）に吸収されて劣化する場合が生じ
る。

【００３１】一方、利用者が本無線携帯電話Ｐを頭部Ｍ
の耳元に当てても、図４中の点線Ｂ２に示すように、逆
Ｆアンテナやパッチアンテナなどの小型アンテナで形成
されている内蔵形アンテナ１０の指向特性は固有の指向
特性から大きく変化しない。そして、上記したように反
射波Ｒｔが内蔵形アンテナ１０に供給されると、反射波
Ｒｔは大きく変化しない指向特性Ｂ２にしたがって放射
される。

【００３２】すなわち、無線携帯電話Ｐを利用者（人
体）に近づけると、ロッドアンテナ９の指向特性は大き
く変化するが、内蔵形アンテナ１０の指向特性はあまり
変化しないため、ロッドアンテナ９の指向特性の劣化を
内蔵形アンテナ１０の指向特性によって改善することが
でき、総合的に送信電波の指向特性の向上が図られてい
る。

【００３３】更に、利用者に近づけると、ロッドアンテ
ナ９の指向領域よりも内蔵形アンテナ１０の指向領域の
方が広くなる場合がある。このため、反射波Ｒｔを内蔵
形アンテナ１０から放射（再放射）することにより、ロ
ッドアンテナ９の指向特性の劣化を内蔵形アンテナ１０
の指向特性によって改善することができ、総合的に送信
電波の指向特性の向上が図られている。

【００３４】更に、ロッドアンテナ９で生じた反射波Ｒ
ｔをそのロッドアンテナ９の放射特性とは異なる内蔵形
アンテナ１０に供給して再放射する構成にしているの
で、送信電波の指向特性の向上及び放射効率の向上が図
られている。

【００３５】つまり、ロッドアンテナ９で生じた反射波
Ｒｔを再びロッドアンテナ９に供給して再放射させる構
成にすることも考えられるが、かかる構成によると、再
度供給した反射波Ｒｔがインピーダンス不整合を生じて
いるロッドアンテナ９で再び反射してしまうため、指向
特性の向上及び放射効率の向上を実現することが困難と
なるが、本実施形態の無線携帯電話Ｐでは、ロッドアン
テナ９で生じた反射波Ｒｔをそのロッドアンテナ９の放
射特性とは異なる内蔵形アンテナ１０に供給すること
で、総合的に指向特性の向上及び放射効率の向上を実現
している。

【００３６】このように本実施形態によれば、反射波Ｒ
ｔを内蔵形アンテナ１０に供給して再放射させること
で、ロッドアンテナ９と内蔵形アンテナ１０との総合的
な放射特性（指向特性と放射効率）を向上させることを
可能にしている。

【００３７】尚、実施形態として無線携帯電話について
説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、
無線方式による通信装置に広く適用できるものである。

【００３８】また、ロッドアンテナ９と内蔵形アンテナ
１０との２個のアンテナを備えた無線携帯電話について
説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。
複数個（２個以上）のアンテナを備え、そのうちの一つ
のアンテナで送信を行った際に反射波が生じた場合に、
指向特性の異なる他のアンテナに反射波を供給して再放
射させる構成にしてもよい。つまり、本発明は、複数個
のアンテナを備えて送受信の切替を行いながら通信を行
う無線方式による通信装置に広く適用できるものであ
る。

【００３９】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、送
信波を供給した一のアンテナに反射波が生じた場合に、
その反射波を一のアンテナとは異なる他のアンテナに供
給して再放射させるようにしたので、一のアンテナの放
射特性の低下を他のアンテナが補償して、総合的に放射
特性（放射効率と指向特性）の優れた通信装置を実現す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本実施形態の無線携帯電話の構成を示すブロッ
ク図である。

【図２】本実施形態の無線携帯電話に備えられている反
射波供給回路の構成を示すブロック図である。

【図３】ロッドアンテナの水平指向特性を示す特性図で
ある。

【図４】内蔵形アンテナの水平指向特性を示す特性図で
ある。

【図５】ロッドアンテナと内蔵形アンテナの位置関係を
説明するための図である。

【図６】従来の無線携帯電話の構成を示すブロック図で
ある。

【符号の説明】

９…ロッドアンテナ １０…内蔵形アンテナ １１…送信回路 １２…高周波電力増幅器 １３…方向性結合器 １４…第１のアンテナ切替回路 １５…反射波検出回路 １５ａ…サーキュレータ １６…第２のアンテナ切替回路 ＳＷａ，ＳＷｂ，ＳＷｃ，ＳＷｄ…スイッチ素子

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数のアンテナと、 前記一のアンテナに送信波を供給する送信波供給手段
   と、 前記送信波が供給された前記一のアンテナに生じる反射
   波を検知して前記他のアンテナに再供給する反射波供給
   手段とを具備することを特徴とする通信装置。
2. 【請求項２】 前記反射波供給手段は、前記反射波の生
   じた前記一のアンテナとは指向特性の異なる前記他のア
   ンテナに再供給することを特徴とする請求項１記載の通
   信装置。
3. 【請求項３】 前記一のアンテナと前記他のアンテナ
   は、互いに異なる領域をカバーするような指向特性を有
   することを特徴とする請求項２記載の通信装置。