JP2002223185A - アンテナ装置、それを利用した受信装置、送信装置及び無線端末装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 通話あるいはデータ通信など、その利用用途
に応じてアンテナの指向性を切り替えることによって、
特性の良いアンテナを提供する。特に通話時に人体頭部
方向に電波を照射しないことによってその効率を図る。 【解決手段】 第１のアンテナ１０１と第２のアンテナ
１０２は異なる指向性を持っており、切り替えスイッチ
１０３に接続され、切り替えスイッチ１０３によって切
り替えることが可能である。切り替え判断手段１０４は
使用用途に応じて切り替えスイッチ１０３に第１のアン
テナ１０１と第２のアンテナ１０２のどちらを選択すれ
ばよいか信号を出力することができる。切り替え判断手
段１０４は、通話、データ通信あるいはハンズフリーモ
ードなどその使用用途に応じて切り替えスイッチ１０３
にアンテナ切り替えの信号を出力することによって、ア
ンテナの指向性を切り替える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、アンテナ装置、そ
れを利用した受信装置、送信装置及び無線端末装置に関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、携帯電話やＰＨＳといった無線端
末装置は電話としてだけではなくデータ通信端末として
利用される機会が多くなってきた。また、利用者数の増
大により小ゾーン化が進んでいるので、無線端末装置に
対して限られた方向からだけ電波が到来する可能性が高
い。そのため、なるべく無線端末装置のアンテナの指向
性は無指向に近い方がシチュエーションによらず効率よ
く電波を送受信することができる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、無指向性に近
いアンテナを使用した場合、操作者が通話時など無線端
末装置を人体に近づけて使用するときは、人体方向へ照
射された電波は人体に吸収されるので、人体方向に向け
て照射するのは効率が悪い。また、近年は人体頭部に吸
収される電波の影響も懸念されており、人体に近づけて
使用する場合には、ある程度アンテナの指向性を人体頭
部とは逆方向に向ける必要がある。

【０００４】その課題に関しては、特開平９−２１４３
８３号公報は、受信信号が音声かデータであるかを判別
して受信の特性を自動的に切り替えることができる受信
機を提供しているおり、特開平１１−１３６１５７号公
報は、人体に接触した際に変化するインピーダンスの整
合を取ることによって通話品質の向上を図る移動無線端
末装置を提供しているが、アンテナ自体を切り替えると
いう構成ではなかった。

【０００５】また、特開２０００−１５６６０５号公報
は、指向性アンテナと無指向性アンテナとを備えたアン
テナを提供しているが、全方位から送信される電波に対
して無指向性アンテナを用い、特定方向から送信される
電波に対して指向性アンテナを用いるという考え方であ
って、同じ基地局から送信される電波に対して、使用用
途に応じてアンテナを切り替えるというものではなかっ
た。

【０００６】そこで、本発明は、電話あるいはデータ通
信など、その利用用途に応じてアンテナの指向性を切り
替えることによって、特性の良いアンテナを提供するこ
とを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するため、アンテナ装置は無指向性に近いアンテナと指
向性を持つアンテナの２つのアンテナを持つ構成とし
た。

【０００８】そして、頭部に近づけて使用する場合には
頭部とは異なる方向に照射する指向性を持つアンテナを
使用し、手で持ったまま使用するなど頭部から離れて使
う場合には全方位に対して照射する無指向性に近いアン
テナを使用するというように、使用用途に応じてアンテ
ナの指向性を切り替えるということを特徴としている。

【０００９】

【発明の実施の形態】本発明の請求項１記載の発明は、
異なる指向性を持つ第１、第２のアンテナ、切り替えス
イッチおよび切り替え判断手段から構成され、前記切り
替えスイッチは前記第１のアンテナ、前記第２のアンテ
ナおよび前記切り替え判断手段に接続され、第１および
第２のアンテナを前記切り替え判断手段から出力される
信号によって切り替えられ、前記切り替え判断手段は使
用用途に応じて前記切り替えスイッチにアンテナ切り替
えの信号を出力して、前記切り替えスイッチを切り替え
ることによりアンテナの指向性を切り替えることを特徴
とするアンテナ装置である。

【００１０】この発明によれば、使用用途に応じてアン
テナの指向性を切り替えるが、特に通話時に人体頭部方
向に電波を照射しないようにすることによって、人体頭
部に電波が吸収されるという効率の悪さが解消されると
ともに、人体頭部に対する電波の影響も軽減されるとい
う作用を有する。

【００１１】また、到来する電波のパスが限られるよう
な環境下でデータ通信など人体頭部から離して無線端末
装置を使用する場合に、前記パスがどの方向から来るか
わからないので、指向性を持たないことによってシチュ
エーションによらず効率が良くなるという作用も有す
る。

【００１２】本発明の請求項２記載の発明は、切り替え
判断手段が、使用用途として、通話、データ通信あるい
はハンズフリーモードによる通話などによってアンテナ
切り替えの信号を出力することを特徴とする請求項１記
載のアンテナ装置である。

【００１３】この発明によれば、請求項１記載の発明の
作用が得られるとともに、無線端末装置を人体頭部に近
づけて使用すると考えられる通話時にアンテナの指向性
を切り替えることができるという作用を有する。

【００１４】本発明の請求項３記載の発明は、請求項１
記載のアンテナ装置および受信部から構成され、前記受
信部は請求項１記載の切り替えスイッチに接続され前記
切り替えスイッチから入力された無線周波数を受信デー
タに変換して出力することを特徴とする受信装置であ
る。

【００１５】この発明によれば、請求項１記載の発明の
作用が得られるとともに、受信効率が良くなるという作
用を有する。

【００１６】本発明の請求項４記載の発明は、請求項１
記載のアンテナ装置および送信部から構成され、前記送
信部は請求項１記載の切り替えスイッチに接続され入力
された送信データを無線周波数に変換して前記切り替え
スイッチに出力することを特徴とする送信装置である。

【００１７】この発明によれば、請求項１記載の発明の
作用が得られるとともに、効率よく送信できるという作
用を有する。

【００１８】本発明の請求項５記載の発明は、請求項１
記載のアンテナ装置、受信部および送信部から構成さ
れ、前記受信部および前記送信部は請求項１記載の切り
替えスイッチに接続され、受信のとき前記受信部は前記
切り替えスイッチから入力された無線周波数を受信デー
タに変換して出力し、送信のとき前記送信部は入力され
た送信データを無線周波数に変換して前記切り替えスイ
ッチに出力することを特徴とする送受信装置である。

【００１９】この発明によれば、請求項１記載の発明の
作用が得られるとともに、効率よく送受信できるという
作用を有する。本発明の請求項６記載の発明は、請求項
１記載のアンテナ装置および比較器から構成され、請求
項１記載の第１のアンテナと第２のアンテナは請求項１
記載の切り替えスイッチおよび前記比較器に接続され、
前記比較器は前記切り替えスイッチに接続され前記第１
のアンテナと前記第２のアンテナで受信された無線周波
数の電界強度の強いアンテナのほうに切り替える信号を
前記切り替えスイッチに出力し、未使用状態では前記比
較器を用いてダイバーシチ受信を行うことを特徴とする
アンテナ装置である。

【００２０】この発明によれば、請求項１記載の発明の
作用が得られるとともに、待ち受け時などの未使用状態
では無線端末装置がどのような環境下に置かれているか
わからないので、さらにダイバーシチ受信をすることに
より効率のいい受信が可能になるという作用を有する。

【００２１】本発明の請求項７記載の発明は、請求項１
記載の切り替え判断手段として無線端末装置の通話ボタ
ンおよび終話ボタンを用い、前記通話ボタンと前記終話
ボタンは請求項１記載の切り替えスイッチに接続され、
前記通話ボタンおよび前記終話ボタンが押されると前記
切り替えスイッチにアンテナ切り替えの信号が出力され
るようになっており、前記通話ボタンあるいは前記終話
ボタンが押されるとアンテナが切り替り、前記切り替え
判断手段として通話ボタンおよび終話ボタンを使用する
ことを特徴とする無線端末装置である。

【００２２】この発明によれば、請求項１記載の発明の
作用が得られるとともに、通話時の判断手段として通話
ボタンおよび終話ボタンを用いることによって、簡単な
構成で請求項１記載のアンテナ装置を実現することがで
きるという作用を有する。

【００２３】本発明の請求項８記載の発明は、請求項１
記載の切り替え判断手段としてセンサを用い、前記セン
サは請求項１記載の切り替えスイッチに接続され、前記
センサの検出結果によって前記切り替えスイッチにアン
テナ切り替えの信号が出力されるようになっており、前
記センサの検出結果に応じてアンテナが切り替わり、前
記切り替え判断手段としてセンサを使用することを特徴
とする無線端末装置である。

【００２４】この発明によれば、請求項１記載の発明の
作用が得られるとともに、通話時の判断手段としてセン
サを用いることによって、請求項７記載の無線端末装置
よりも構成は複雑化するが、人体頭部に近づいたときの
みアンテナの指向性を切り替えることが可能になるとい
う作用を有する。

【００２５】本発明の請求項９記載の発明は、請求項１
記載の切り替え判断手段として無線端末装置の受話器あ
るいは送話器を用い、前記受話器と前記送話器は請求項
１記載の切り替えスイッチに接続され、前記受話器ある
いは前記送話器に音声が流れたことを判断すると前記切
り替えスイッチにアンテナ切り替えの信号が出力され、
前記受話器あるいは前記送話器に音声が流れるとアンテ
ナが切り替わり、前記切り替え判断手段として受話器お
よび送話器を使用することを特徴とする無線端末装置で
ある。

【００２６】この発明によれば、請求項１記載の発明の
作用が得られるとともに、通話時の判断手段として受話
器および送話器を用いることによって、簡単な構成で請
求項１記載のアンテナ装置を実現することができるとい
う作用を有する。

【００２７】本発明の請求項１０記載の発明は、請求項
１記載の切り替え判断手段としてアンテナ端のインピー
ダンスをモニタするモニタ部を用い、前記モニタ部は請
求項１記載の切り替えスイッチに接続され、前記モニタ
部は前記アンテナ端のインピーダンスが急激に変化する
と前記切り替えスイッチにアンテナ切り替えの信号が出
力され、前記アンテナ端のインピーダンスが変化すると
アンテナが切り替わり、前記切り替え判断手段としてア
ンテナ端のインピーダンスを使用することを特徴とする
無線端末装置である。

【００２８】この発明によれば、請求項１記載の発明の
作用が得られるとともに、通話時の判断手段としてアン
テナ端のインピーダンスを用いることによって、請求項
７記載の無線端末装置よりも構成は複雑化するが、人体
頭部に近づいたときのみアンテナの指向性を切り替える
ことが可能になるという作用を有する。

【００２９】本発明の請求項１１記載の発明は、請求項
１記載の異なる指向性を持つ第１、第２のアンテナとし
て複数個のアンテナ素子から構成されるアレーアンテナ
を用い、前記アレーアンテナ、受信周波数変換部、受信
ビーム形成部、アレー励振重み付け算出部および請求項
１記載の切り替え判断手段から構成され、前記受信周波
数変換部は前記アレーアンテナと前記受信ビーム形成部
に接続され前記アレーアンテナで受信された無線周波数
を中間周波数信号またはベースバンド信号に変換して出
力し、前記切り替え判断手段は前記アレー重み付け算出
部に接続され使用用途に応じてアンテナ切り替えの信号
を出力し、前記アレー励振重み付け算出部は前記切り替
え判断手段と前記ビーム形成器に接続され前記アンテナ
切り替えの信号によって所望のアンテナパターンの励振
重み付けを算出して出力し、前記受信ビーム形成部は前
記受信周波数変換部と前記アレー励振重み付け算出部に
接続され前記アレーアンテナの指向性を所望のパターン
にするように前記中間周波数信号またはベースバンド信
号に対して前記アレー励振重み付けを掛け合わせ合成し
受信信号を出力し、前記アレーアンテナの指向性を請求
項１記載の切り替え判断手段によって切り替えて、使用
用途によってアレーアンテナの指向性を切り替えること
を特徴とする受信装置である。

【００３０】この発明によれば、請求項１記載の発明の
作用が得られるとともに、１組のアンテナで使用用途に
応じてアンテナの指向性を切り替える受信装置が構成で
きるという作用を有する。

【００３１】本発明の請求項１２記載の発明は、請求項
１記載の異なる指向性を持つ第１、第２のアンテナとし
て複数個のアンテナ素子から構成されるアレーアンテナ
を用い、前記アレーアンテナ、送信周波数変換部、送信
ビーム形成部、アレー励振重み付け算出部および請求項
１記載の切り替え判断手段から構成され、前記アレー励
振重み付け算出部は前記切り替え判断手段と前記送信ビ
ーム形成部に接続され前記切り替え判断手段のアンテナ
切り替えの信号によって所望のアンテナパターンの励振
重み付けを算出して出力し、前記送信ビーム形成部は前
記受信周波数変換部と前記アレー励振重み付け算出部に
接続され入力された送信信号を前記アレーアンテナの指
向性を所望のパターンにするように前記アレーアンテナ
のアンテナ素子数に分配し前記アレー励振重み付けを掛
け合わせ中間周波数信号またはベースバンド信号を出力
し、前記送信周波数変換部は前記アレーアンテナと前記
送信ビーム形成部に接続され入力された中間周波数信号
またはベースバンド信号を無線周波数に変換して出力
し、前記アレーアンテナは前記送信周波数変換部に接続
され入力された無線周波数を出力することにより、前記
アレーアンテナの指向性を請求項１記載の切り替え判断
手段によって切り替えて、使用用途によってアレーアン
テナの指向性を切り替えることを特徴とする送信装置で
ある。

【００３２】この発明によれば、請求項１記載の発明の
作用が得られるとともに、１組のアンテナで使用用途に
応じてアンテナの指向性を切り替える送信装置が構成で
きるという作用を有する。

【００３３】本発明の請求項１３記載の発明は、請求項
１１に記載の受信装置と、請求項１２記載の送信装置を
備え、前記アレーアンテナの指向性を請求項１記載の切
り替え判断手段によって切り替えて、使用用途によって
アレーアンテナの指向性を切り替えることを特徴とする
送受信装置である。

【００３４】この発明によれば、請求項１記載の発明の
作用が得られるとともに、１組のアンテナで使用用途に
応じてアンテナの指向性を切り替える送受信装置が構成
できるという作用を有する。

【００３５】以下、本発明の実施の形態について、図１
から図１３を用いて説明する。

【００３６】（実施の形態１）本実施の形態では、使用
用途に応じてアンテナの指向性を切り替えるアンテナ装
置について説明する。

【００３７】図１は本実施形態におけるアンテナ装置の
構成を示す図である。図１において、１０１は第１のア
ンテナ、１０２は第２のアンテナ、１０３は切り替えス
イッチ、１０４は切り替え判断手段、１０５はアンテナ
切り替え信号である。

【００３８】第１のアンテナ１０１と第２のアンテナ１
０２は異なる指向性を持っており、切り替えスイッチ１
０３に接続され、アンテナ切り替え信号１０５によって
切り替えることが可能である。切り替え判断手段１０４
は使用用途に応じて切り替えスイッチ１０３に第１のア
ンテナ１０１と第２のアンテナのどちらを選択すればよ
いかアンテナ切り替え信号１０５を出力することができ
る。

【００３９】これにより、使用用途に応じてアンテナの
指向性を変えることができる。

【００４０】（実施の形態２）本実施の形態では、実施
の形態１におけるアンテナ装置を用いた受信装置につい
て説明する。

【００４１】図２は本実施の形態における受信装置の構
成を示す図である。図２において、１０１は第１のアン
テナ、１０２は第２のアンテナ、１０３は切り替えスイ
ッチ、１０４は切り替え判断手段、１０５はアンテナ切
り替え信号、１０６は受信無線周波数、１０７は受信
部、１０８は受信データである。

【００４２】実施の形態１における切り替えスイッチ１
０３に受信部１０７が接続されており、第１のアンテナ
１０１あるいは第２のアンテナ１０２で受信された受信
無線周波数１０６は切り替えスイッチ１０３を通して受
信部１０７に出力され、受信部１０７に入力された受信
周波数１０６は受信データ１０８に変換され出力され
る。

【００４３】これにより、使用用途に応じてアンテナの
指向性が変わる受信装置を構成することができる。

【００４４】（実施の形態３）本実施の形態では、実施
の形態１におけるアンテナ装置を用いた送信装置につい
て説明する。

【００４５】図３は本実施の形態における送信装置の構
成を示す図である。図３において、１０１は第１のアン
テナ、１０２は第２のアンテナ、１０３は切り替えスイ
ッチ、１０４は切り替え判断手段、１０５はアンテナ切
り替え信号、１０９は送信無線周波数、１１０は送信
部、１１１は送信データである。

【００４６】実施の形態１における切り替えスイッチ１
０３に送信部１１０が接続されており、送信部１１０に
入力された送信データ１１１は送信無線周波数１０９に
変換され出力され、無線周波数１０９は切り替えスイッ
チ１０３を通して第１のアンテナ１０１あるいは第２の
アンテナ１０２から出力される。

【００４７】これにより、使用用途に応じてアンテナの
指向性が変わる送信装置を構成することができる。

【００４８】（実施の形態４）本実施の形態では、実施
の形態１におけるアンテナ装置を用いた送受信装置につ
いて説明する。

【００４９】図４は本実施の形態における送受信装置の
構成を示す図である。図４において、１０１は第１のア
ンテナ、１０２は第２のアンテナ、１０３は切り替えス
イッチ、１０４は切り替え判断手段、１０５はアンテナ
切り替え信号、１０６は受信無線周波数、１０７は受信
部、１０８は受信データ、１０９は送信無線周波数、１
１０は送信部、１１１は送信データである。

【００５０】実施の形態１における切り替えスイッチ１
０３に受信部１０７および送信部１１０が接続されてお
り、受信の場合は、第１のアンテナ１０１あるいは第２
のアンテナ１０２で受信された受信無線周波数１０６は
切り替えスイッチ１０３を通して受信部１０７に出力さ
れ、受信部１０７に入力された受信周波数１０６は受信
データ１０８に変換され出力される。

【００５１】また、送信の場合は、送信部１１０に入力
された送信データ１１１は送信無線周波数１０９に変換
され出力され、無線周波数１０９は切り替えスイッチ１
０３を通して第１のアンテナ１０１あるいは前記第２の
アンテナ１０２から出力される。

【００５２】これにより、使用用途に応じてアンテナの
指向性が変わる送受信装置を構成することができる。

【００５３】（実施の形態５）本実施の形態では、実施
の形態１におけるアンテナ装置について、待ち受け時な
ど未使用状態ではダイバーシチ受信を行うアンテナ装置
について説明する。

【００５４】図５は本実施の形態におけるアンテナ装置
の構成を示す図である。図５において、１０１は第１の
アンテナ、１０２は第２のアンテナ、１０３は切り替え
スイッチ、１０４は切り替え判断手段、１０５はアンテ
ナ切り替え信号、２０１は第１のアンテナで受信された
第１の受信無線周波数、２０２は第２のアンテナで受信
された第２の受信無線周波数、２０３は比較器、２０４
はアンテナ選択信号である。

【００５５】第１のアンテナ１０１および第２のアンテ
ナ１０２は比較器２０３に接続されており、第１のアン
テナ１０１で受信された第１の受信無線周波数２０１と
第２のアンテナ１０２で受信された第２の受信無線周波
数２０２は比較器２０３に入力され、比較器２０３は切
り替えスイッチ１０３に接続され、第１の無線周波数２
０１と第２の無線周波数２０２で電界強度の強いほうを
選択しアンテナ選択信号２０４を切り替えスイッチ１０
３に出力し、受信電界強度の強いほうのアンテナを選択
するようにする。

【００５６】これにより、待ち受け時など未使用状態で
はダイバーシチ受信を行う使用用途に応じてアンテナの
指向性が変わるアンテナ装置を構成することができる。

【００５７】（実施の形態６）本実施の形態では、指向
性の異なる２つのアンテナついて具体的に説明する。

【００５８】図６は本実施の形態における指向性の異な
る２つのアンテナを用いた無線端末装置の例を示す図で
ある。図６において、３０１は無指向性に近いアンテ
ナ、３０２は指向性を持ったアンテナ、３０３は無線端
末装置、３０４は前記無指向性に近いアンテナを使用し
た際の第１のアンテナパターン、３０５は前記指向性を
持ったアンテナを使用した際の第２のアンテナパターン
である。

【００５９】無線端末装置３０３を人体頭部に近づけて
使用する場合は、指向性を持ったアンテナ３０２を使用
することによって、人体頭部とは逆方向に電波を照射
し、人体頭部から離して使用する場合は、無指向性に近
いアンテナ３０１を使用することによって、全方位に電
波を照射するようにすることができる。

【００６０】これにより、人体頭部とは逆方向に指向性
を持ったアンテナを用いることによって人体頭部に電波
を照射しないアンテナ装置を構成することができる。ま
た、無指向性に近いアンテナ３０１および指向性を持っ
たアンテナ３０２のアンテナは種類を問わない。

【００６１】このアンテナの指向性を使用用途に応じて
切り替えるという構成は主に無線端末装置を意識したも
のであるが、見通しあるいは建物に囲まれているなど周
りの環境（使用用途）に応じてアンテナの指向性を変え
るということは基地局にも応用できる。例えば、見通し
の場所に置かれた基地局は無指向性のアンテナ、建物に
囲まれた環境ではその建物の方にアンテナの指向性を向
けないといった使い方も可能である。さらに、基地局側
からすると、高いアンテナゲインが必要とされるデータ
通信のときは移動局側に向けて指向性を持ったアンテナ
を使用し、比較的低いアンテナゲインでも通信可能な通
話時は無指向性のアンテナを使用するということも可能
である。

【００６２】（実施の形態７）本実施の形態では、指向
性を持ったアンテナの設置ついて具体的に説明する。

【００６３】指向性を持ったアンテナのアンテナパター
ンは人体頭部と逆方向に指向性を持つ必要がある。そこ
で、使用者が人体頭部に近づけて無線端末装置を使用す
る際には無線端末装置の受話器に耳を近づけて使用する
ことから、受話器とは逆方向に指向性を持つようにアン
テナを構成することによって、人体頭部方向に電波を照
射しないアンテナ装置を構成することができる。

【００６４】（実施の形態８）本実施の形態では、実施
の形態１における切り替え判断手段として通話ボタンと
終話ボタンを用いた場合について具体的に説明する。

【００６５】図７は本実施の形態における切り替え判断
手段を用いた無線端末装置の例を示す図である。図７に
おいて、３０１は無指向性に近いアンテナ、３０２は指
向性を持ったアンテナ、１０３は切り替えスイッチ、１
０５はアンテナ切り替え信号、４０１は通話ボタン、４
０２は終話ボタンである。

【００６６】実施の形態１における切り替え判断手段１
０４は操作者が通話しようとしているのかデータ通信を
しようとしているのかを判断をするが、携帯電話やＰＨ
Ｓといった無線端末装置の場合、通話時の判断基準とし
て、無線端末装置で使用される通話ボタンと終話ボタン
で判断する。

【００６７】切り替えスイッチ１０３に通話ボタン４０
１および終話ボタン４０２が接続され、操作者が通話ボ
タン４０１を押すと切り替えスイッチ１０３に指向性を
持ったアンテナ３０２にアンテナを切り替えるようにア
ンテナ切り替え信号１０５を出力する。そして、操作者
が終話ボタン４０２を押すと切り替えスイッチ１０３に
無指向に近いアンテナ３０１にアンテナを切り替えるよ
うにアンテナ切り替え信号１０５を出力する。

【００６８】これにより、操作者が通話ボタンを押すと
自動的にアンテナの指向性が切り替わり、通話時は人体
頭部に電波が照射しないアンテナ装置を構成することが
できる。

【００６９】（実施の形態９）本実施の形態では、実施
の形態１における切り替え判断手段としてセンサを用い
た場合について具体的に説明する。

【００７０】図８は本実施の形態における切り替え判断
手段を用いた無線端末装置の例を示す図である。図８に
おいて、３０１は無指向性に近いアンテナ、３０２は指
向性を持ったアンテナ、１０３は切り替えスイッチ、１
０５はアンテナ切り替え信号、４０３はセンサである。

【００７１】実施の形態１における切り替えスイッチ１
０３にセンサ４０３が接続され、操作者が通話しようと
して人体に無線端末装置を近づけるとセンサ４０３が反
応し、切り替えスイッチ１０３に指向性を持ったアンテ
ナ３０２にアンテナを切り替えるようにアンテナ切り替
え信号１０５を出力する。また、人体頭部から無線端末
装置を離すとセンサ４０３が反応し、切り替えスイッチ
１０３に無指向に近いアンテナ３０１にアンテナを切り
替えるようにアンテナ切り替え信号１０５を出力する。

【００７２】これにより、操作者が通話しようとして人
体頭部に無線端末装置を近づけたときだけ自動的にアン
テナの指向性が切り替わり、人体頭部に無線端末装置を
近づけると人体頭部に電波が照射しないアンテナ装置を
構成することができる。

【００７３】（実施の形態１０）本実施の形態では、実
施の形態１における切り替え判断手段として受話器と送
話器を用いた場合について具体的に説明する。

【００７４】図９は本実施の形態における切り替え判断
手段を用いた無線端末装置の例を示す図である。図９に
おいて、３０１は無指向性に近いアンテナ、３０２は指
向性を持ったアンテナ、１０３は切り替えスイッチ、１
０５はアンテナ切り替え信号、４０４は受話器、４０５
は送話器である。

【００７５】実施の形態１における切り替え判断手段１
０４は操作者が通話しようとしているのかデータ通信を
しようとしているのかを判断をするが、携帯電話やＰＨ
Ｓといった無線端末装置の場合、通話時の判断基準とし
て、無線端末装置に使用される受話器と送話器で判断す
る。操作者が無線端末装置を人体頭部に近づけて使用す
る場合、操作者は送話器を通じて音声を発するか、ある
いは受話器を通して音声を聞くので、そのことを利用す
る。

【００７６】実施の形態１における切り替えスイッチ１
０３に受話器４０４と送話器４０５が接続され、通話状
態になったあと、受話器４０４あるいは送話器４０５に
音声が流れたと判断されると、切り替えスイッチ１０３
に指向性を持ったアンテナ３０２にアンテナを切り替え
るようにアンテナ切り替え信号１０５を出力する。ま
た、通話状態が終了し、受話器４０４あるいは送話器４
０５に音声が流れなくなったと判断されると、切り替え
スイッチ１０３に無指向に近いアンテナ３０１にアンテ
ナを切り替えるようにアンテナ切り替え信号１０５を出
力する。

【００７７】これにより、通話状態になると自動的にア
ンテナの指向性が切り替わり、通話時に人体頭部に電波
が照射しないアンテナ装置を構成することができる。

【００７８】（実施の形態１１）本実施の形態では、実
施の形態１における切り替え判断手段としてアンテナ端
のインピーダンスをモニタするモニタ部を用いた場合に
ついて具体的に説明する。

【００７９】図１０は本実施の形態における切り替え判
断手段を用いた無線端末装置の例を示す図である。図１
０において、３０１は無指向性に近いアンテナ、３０２
は指向性を持ったアンテナ、１０３は切り替えスイッ
チ、１０５はアンテナ切り替え信号、４０６はモニタ部
である。

【００８０】実施の形態１における切り替え判断手段１
０４は操作者が通話しようとしているのかデータ通信を
しようとしているのかを判断をするが、操作者が通話す
るときに人体頭部に無線端末装置を近づけるとアンテナ
端のインピーダンスが急激に変化することを利用し、通
話時の判断基準として、アンテナ端のインピーダンスを
モニタすることによって判断する。

【００８１】実施の形態１における切り替えスイッチ１
０３はモニタ部４０６に接続され、モニタ部４０６は無
指向性に近いアンテナ３０１および指向性を持ったアン
テナ３０２に接続され、モニタ部４０６は無指向性に近
いアンテナ３０１および指向性を持ったアンテナ３０２
のアンテナ端のインピーダンスをモニタしており、無線
端末装置が人体頭部に近づきアンテナ端のインピーダン
スが急激に変化したとき、切り替えスイッチ１０３に指
向性を持ったアンテナ３０２にアンテナを切り替えるよ
うにアンテナ切り替え信号１０５を出力する。また、無
線端末装置が人体頭部から離れアンテナ端のインピーダ
ンスが落ち着くと、切り替えスイッチ１０３に無指向に
近いアンテナ３０１にアンテナを切り替えるようにアン
テナ切り替え信号１０５を出力する。

【００８２】これにより、操作者が通話しようとして人
体頭部に無線端末装置を近づけたときだけ自動的にアン
テナの指向性が切り替わり、人体頭部に無線端末装置を
近づけると人体頭部に電波が照射しないアンテナ装置を
構成することができる。

【００８３】（実施の形態１２）本実施の形態では、無
線端末装置を人体から離して通話する特別な場合につい
て説明する。

【００８４】実施の形態８、９、１０および１１におけ
る切り替え判断手段について、ハンズフリーモードある
いはマイク機能付きイヤホンを利用して通話するなど無
線端末装置を人体から離して通話するような場合は、指
向性を持つアンテナに切り替えないことにより、無指向
性を保ち、到来する電波のパスの方向によってアンテナ
特性が劣化しないようにすることができる。

【００８５】（実施の形態１３）本実施の形態では、実
施の形態８、９、１０および１１における切り替え判断
手段を組み合わせた場合ついて具体的に説明する。

【００８６】操作者が通話する場合、実施の形態８にお
ける通話ボタン４０１および終話ボタン４０２、実施の
形態９におけるセンサ４０３、実施の形態１０における
受話器４０４および送話器４０５、実施の形態１１にお
けるモニタ部４０６を組み合わせて利用することによ
り、精度のいい制御が可能となる。

【００８７】例えば、通話ボタン４０１が押されたとい
う情報を元にセンサ４０３、受話器４０４、送話器４０
５およびモニタ部４０６を利用してアンテナを切り替え
ると無線端末装置が人体頭部に近づいたという情報を得
やすい。

【００８８】また、特別にデータ通信ボタンあるいは通
話専用ボタンなどを設けることにより、前記切り替え判
断手段の制御が簡単になる。

【００８９】（実施の形態１４）本実施の形態では、実
施の形態１における第１のアンテナおよび第２のアンテ
ナの替わりにアレーアンテナを用いた受信装置について
説明する。

【００９０】図１１は本実施の形態における受信装置の
構成を示す図である。図１１において、５０１はアレー
アンテナ、５０２はアンテナ素子、５０３は受信無線周
波数、５０４は受信周波数変換部、５０５は中間周波数
信号またはベースバンド信号、５０６は受信ビーム形成
部、５０７は受信データ、５０８はアレー励振重み付け
算出部、５０９はアレー励振重み付け、１０４は切り替
え判断手段、１０５はアンテナ切り替え信号である。

【００９１】実施の形態１における切り替え判断手段１
０４はアレー励振重み付け算出部５０８に接続され、使
用用途に応じてアレー励振重み付け算出部５０８にアン
テナ切り替え信号１０５を出力することができる。アレ
ーアンテナ５０１は複数個のアンテナ素子５０２で構成
されており、アンテナ素子５０２で受信された受信無線
周波数５０３は受信周波数変換部５０４に入力され、中
間周波数信号またはベースバンド信号５０５に変換され
前記受信ビーム形成部５０６に出力される。

【００９２】アレー励振重み付け算出部５０８はアンテ
ナ切り替え信号１０５によって所望のアンテナパターン
（無指向性か指向性）を形成するアレー励振重み付け５
０９を算出し、受信ビーム形成部５０６に前記アレー励
振重み付け５０９を出力する。受信ビーム形成部５０６
に入力された中間周波数信号またはベースバンド信号５
０５に受信ビーム形成部５０６に入力されたアレー励振
重み付け５０９を掛け合わせ合成することによってビー
ム形成がなされ、受信データ５０７に変換され出力され
る。

【００９３】これにより、使用用途に応じてアンテナの
指向性が変わる受信装置を構成することができる。

【００９４】（実施の形態１５）本実施の形態では、実
施の形態１における第１のアンテナおよび第２のアンテ
ナの替わりにアレーアンテナを用いた送信装置について
説明する。

【００９５】図１２は本実施の形態における送信装置の
構成を示す図である。図１２において、５０１はアレー
アンテナ、５０２はアンテナ素子、５１０は送信無線周
波数、５１１は送信周波数変換部、５０５は中間周波数
信号またはベースバンド信号、５１２は送信ビーム形成
部、５１３は送信データ、５０８はアレー励振重み付け
算出部、５０９はアレー励振重み付け、１０４は切り替
え判断手段、１０５はアンテナ切り替え信号である。

【００９６】実施の形態１における切り替え判断手段１
０４はアレー励振重み付け算出部５０８に接続され、使
用用途に応じてアレー励振重み付け算出部５０８にアン
テナ切り替え信号１０５を出力することができる。アレ
ーアンテナ５０１は複数個のアンテナ素子５０２で構成
されており、アレー励振重み付け算出部５０８はアンテ
ナ切り替え信号１０５によって所望のアンテナパターン
（無指向性か指向性）を形成するアレー励振重み付け５
０９を算出し、送信ビーム形成部５１２にアレー励振重
み付け５０９を出力する。

【００９７】送信ビーム形成部５１２に入力された送信
データ５１３は複数個のアンテナ素子５０２の数に分配
され、送信ビーム形成部５１２に入力されたアレー励振
重み付け５０９を掛け合わせることによって、中間周波
数信号またはベースバンド信号５０５に変換され、送信
周波数変換部５１１に出力される。中間周波数信号また
はベースバンド信号５０５は、送信周波数変換部５１１
に入力され、送信無線周波数５１０に変換され、前記ア
レーアンテナ５０１に出力される。

【００９８】これにより、使用用途に応じてアンテナの
指向性が変わる送信装置を構成することができる。

【００９９】（実施の形態１６）本実施の形態では、実
施の形態１における第１のアンテナおよび第２のアンテ
ナの替わりにアレーアンテナを用いた送受信装置につい
て説明する。

【０１００】図１３は本実施の形態における送受信装置
の構成を示す図である。図１３において、５０１はアレ
ーアンテナ、５０２はアンテナ素子、５０４は受信周波
数変換部、５０５は中間周波数信号またはベースバンド
信号、５０６は受信ビーム形成部、５０７は受信デー
タ、５０８はアレー励振重み付け算出部、５０９はアレ
ー励振重み付け、５１１は送信周波数変換部、５１２は
送信ビーム形成部、５１３は送信データ、１０４は切り
替え判断手段、１０５はアンテナ切り替え信号である。

【０１０１】実施の形態１における切り替え判断手段１
０４はアレー励振重み付け算出部５０８に接続され、使
用用途に応じてアレー励振重み付け算出部５０８にアン
テナ切り替え信号１０５を出力することができる。アレ
ーアンテナ５０１は複数個のアンテナ素子５０２で構成
されており、アレー励振重み付け算出部５０８はアンテ
ナ切り替え信号１０５によって所望のアンテナパターン
（無指向性か指向性）を形成するアレー励振重み付け５
０９を算出し、送信ビーム形成部５１２にアレー励振重
み付け５０９を出力する。受信に関しては実施の形態１
４における受信装置、送信に関しては実施の形態１５に
おける送信装置と同じである。

【０１０２】これにより、使用用途に応じてアンテナの
指向性が変わる送受信装置を構成することができる。

【０１０３】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、使用用途
に応じてアンテナの指向性を切り替えることにより、通
話時に人体頭部への電波の照射を軽減するとともに、デ
ータ通信など人体頭部から離して無線端末装置を使用す
る場合には、限られた方向から電波が到来してくるよう
な環境下でそのパスの方向によらず効率のいい送受信が
可能であるという効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態によるアンテナ装置の構
成を示す図

【図２】本発明の一実施の形態による受信装置の構成を
示す図

【図３】本発明の一実施の形態による送信装置の構成を
示す図

【図４】本発明の一実施の形態による送受信装置の構成
を示す図

【図５】本発明の他の実施の形態によるアンテナ装置の
構成を示す図

【図６】本発明の一実施の形態による２つのアンテナの
構成を示す図

【図７】本発明の一実施の形態による切り替え判断手段
の構成を示す図

【図８】本発明の他の実施の形態による切り替え判断手
段の構成を示す図

【図９】本発明のさらに他の実施の形態による切り替え
判断手段の構成を示す図

【図１０】本発明のさらに他の実施の形態による切り替
え判断手段の構成を示す図

【図１１】本発明の他の実施の形態による受信装置の構
成を示す図

【図１２】本発明の他の実施の形態による送信装置の構
成を示す図

【図１３】本発明の他の実施の形態による送受信装置の
構成を示す図

【符号の説明】

１０１ 第１のアンテナ １０２ 第２のアンテナ １０３ 切り替えスイッチ １０４ 切り替え判断手段 １０５ アンテナ切り替え信号 １０６ 受信無線周波数 １０７ 受信部 １０８ 受信データ １０９ 送信無線周波数 １１０ 送信部 １１１ 送信データ ２０１ 第１の受信無線周波数 ２０２ 第２の受信無線周波数 ２０３ 比較器 ２０４ アンテナ選択信号 ３０１ 無指向性に近いアンテナ ３０２ 指向性を持ったアンテナ ３０３ 無線端末装置 ３０４ 第１のアンテナパターン ３０５ 第２のアンテナパターン ４０１ 通話ボタン ４０２ 終話ボタン ４０３ センサ ４０４ 受話器 ４０５ 送話器 ４０６ モニタ部 ５０１ アレーアンテナ ５０２ アンテナ素子 ５０３ 受信無線周波数 ５０４ 受信周波数変換部 ５０５ 中間周波数信号またはベースバンド信号 ５０６ 受信ビーム形成部 ５０７ 受信データ ５０８ アレー励振重み付け算出部 ５０９ アレー励振重み付け ５１０ 送信無線周波数 ５１１ 送信周波数変換部 ５１２ 送信ビーム形成部 ５１３ 送信データ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 三村 政博 神奈川県川崎市多摩区東三田３丁目10番１ 号 松下技研株式会社内 (72)発明者 小柳 芳雄 神奈川県横浜市港北区綱島東四丁目３番１ 号 松下通信工業株式会社内 Ｆターム(参考） 5J021 AA02 AA05 AA06 CA06 DB02 DB03 DB04 EA04 FA14 FA15 FA16 FA17 FA20 FA26 FA29 FA30 FA31 FA32 GA02 GA08 HA05 HA06 HA10 JA07 5K059 CC03 DD02 DD16 5K067 AA35 BB01 BB21 CC24 EE02 FF38 HH22 KK02 KK03

Claims (13)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 異なる指向性を持つ第１、第２のアンテ
   ナ、切り替えスイッチおよび切り替え判断手段から構成
   され、前記切り替えスイッチは前記第１のアンテナ、前
   記第２のアンテナおよび前記切り替え判断手段に接続さ
   れ、第１および第２のアンテナを前記切り替え判断手段
   から出力される信号によって切り替えられ、前記切り替
   え判断手段は使用用途に応じて前記切り替えスイッチに
   アンテナ切り替えの信号を出力して、前記切り替えスイ
   ッチを切り替えることによりアンテナの指向性を切り替
   えることを特徴とするアンテナ装置。
2. 【請求項２】 切り替え判断手段が、使用用途として、
   通話、データ通信あるいはハンズフリーモードによる通
   話などによってアンテナ切り替えの信号を出力すること
   を特徴とする請求項１記載のアンテナ装置。
3. 【請求項３】 請求項１記載のアンテナ装置および受信
   部から構成され、前記受信部は請求項１記載の切り替え
   スイッチに接続され前記切り替えスイッチから入力され
   た無線周波数を受信データに変換して出力することを特
   徴とする受信装置。
4. 【請求項４】 請求項１記載のアンテナ装置および送信
   部から構成され、前記送信部は請求項１記載の切り替え
   スイッチに接続され入力された送信データを無線周波数
   に変換して前記切り替えスイッチに出力することを特徴
   とする送信装置。
5. 【請求項５】 請求項１記載のアンテナ装置、受信部お
   よび送信部から構成され、前記受信部および前記送信部
   は請求項１記載の切り替えスイッチに接続され、受信の
   とき前記受信部は前記切り替えスイッチから入力された
   無線周波数を受信データに変換して出力し、送信のとき
   前記送信部は入力された送信データを無線周波数に変換
   して前記切り替えスイッチに出力することを特徴とする
   送受信装置。
6. 【請求項６】 請求項１記載のアンテナ装置および比較
   器から構成され、請求項１記載の第１のアンテナと第２
   のアンテナは請求項１記載の切り替えスイッチおよび前
   記比較器に接続され、前記比較器は前記切り替えスイッ
   チに接続され前記第１のアンテナと前記第２のアンテナ
   で受信された無線周波数の電界強度の強いアンテナのほ
   うに切り替える信号を前記切り替えスイッチに出力し、
   未使用状態では前記比較器を用いてダイバーシチ受信を
   行うことを特徴とするアンテナ装置。
7. 【請求項７】 請求項１記載の切り替え判断手段として
   無線端末装置の通話ボタンおよび終話ボタンを用い、前
   記通話ボタンと前記終話ボタンは請求項１記載の切り替
   えスイッチに接続され、前記通話ボタンおよび前記終話
   ボタンが押されると前記切り替えスイッチにアンテナ切
   り替えの信号が出力されるようになっており、前記通話
   ボタンあるいは前記終話ボタンが押されるとアンテナが
   切り替り、前記切り替え判断手段として通話ボタンおよ
   び終話ボタンを使用することを特徴とする無線端末装
   置。
8. 【請求項８】 請求項１記載の切り替え判断手段として
   センサを用い、前記センサは請求項１記載の切り替えス
   イッチに接続され、前記センサの検出結果によって前記
   切り替えスイッチにアンテナ切り替えの信号が出力され
   るようになっており、前記センサの検出結果に応じてア
   ンテナが切り替わり、前記切り替え判断手段としてセン
   サを使用することを特徴とする無線端末装置。
9. 【請求項９】 請求項１記載の切り替え判断手段として
   無線端末装置の受話器あるいは送話器を用い、前記受話
   器と前記送話器は請求項１記載の切り替えスイッチに接
   続され、前記受話器あるいは前記送話器に音声が流れた
   ことを判断すると前記切り替えスイッチにアンテナ切り
   替えの信号が出力され、前記受話器あるいは前記送話器
   に音声が流れるとアンテナが切り替わり、前記切り替え
   判断手段として受話器および送話器を使用することを特
   徴とする無線端末装置。
10. 【請求項１０】 請求項１記載の切り替え判断手段とし
    てアンテナ端のインピーダンスをモニタするモニタ部を
    用い、前記モニタ部は請求項１記載の切り替えスイッチ
    に接続され、前記モニタ部は前記アンテナ端のインピー
    ダンスが急激に変化すると前記切り替えスイッチにアン
    テナ切り替えの信号が出力され、前記アンテナ端のイン
    ピーダンスが変化するとアンテナが切り替わり、前記切
    り替え判断手段としてアンテナ端のインピーダンスを使
    用することを特徴とする無線端末装置。
11. 【請求項１１】 請求項１記載の異なる指向性を持つ第
    １、第２のアンテナとして複数個のアンテナ素子から構
    成されるアレーアンテナを用い、前記アレーアンテナ、
    受信周波数変換部、受信ビーム形成部、アレー励振重み
    付け算出部および請求項１記載の切り替え判断手段から
    構成され、前記受信周波数変換部は前記アレーアンテナ
    と前記受信ビーム形成部に接続され前記アレーアンテナ
    で受信された無線周波数を中間周波数信号またはベース
    バンド信号に変換して出力し、前記切り替え判断手段は
    前記アレー重み付け算出部に接続され使用用途に応じて
    アンテナ切り替えの信号を出力し、前記アレー励振重み
    付け算出部は前記切り替え判断手段と前記ビーム形成器
    に接続され前記アンテナ切り替えの信号によって所望の
    アンテナパターンの励振重み付けを算出して出力し、前
    記受信ビーム形成部は前記受信周波数変換部と前記アレ
    ー励振重み付け算出部に接続され前記アレーアンテナの
    指向性を所望のパターンにするように前記中間周波数信
    号またはベースバンド信号に対して前記アレー励振重み
    付けを掛け合わせ合成し受信信号を出力し、前記アレー
    アンテナの指向性を請求項１記載の切り替え判断手段に
    よって切り替えて、使用用途によってアレーアンテナの
    指向性を切り替えることを特徴とする受信装置。
12. 【請求項１２】 請求項１記載の異なる指向性を持つ第
    １、第２のアンテナとして複数個のアンテナ素子から構
    成されるアレーアンテナを用い、前記アレーアンテナ、
    送信周波数変換部、送信ビーム形成部、アレー励振重み
    付け算出部および請求項１記載の切り替え判断手段から
    構成され、前記アレー励振重み付け算出部は前記切り替
    え判断手段と前記送信ビーム形成部に接続され前記切り
    替え判断手段のアンテナ切り替えの信号によって所望の
    アンテナパターンの励振重み付けを算出して出力し、前
    記送信ビーム形成部は前記受信周波数変換部と前記アレ
    ー励振重み付け算出部に接続され入力された送信信号を
    前記アレーアンテナの指向性を所望のパターンにするよ
    うに前記アレーアンテナのアンテナ素子数に分配し前記
    アレー励振重み付けを掛け合わせ中間周波数信号または
    ベースバンド信号を出力し、前記送信周波数変換部は前
    記アレーアンテナと前記送信ビーム形成部に接続され入
    力された中間周波数信号またはベースバンド信号を無線
    周波数に変換して出力し、前記アレーアンテナは前記送
    信周波数変換部に接続され入力された無線周波数を出力
    することにより、前記アレーアンテナの指向性を請求項
    １記載の切り替え判断手段によって切り替えて、使用用
    途によってアレーアンテナの指向性を切り替えることを
    特徴とする送信装置。
13. 【請求項１３】 請求項１１に記載の受信装置と、請求
    項１２記載の送信装置を備え、前記アレーアンテナの指
    向性を請求項１記載の切り替え判断手段によって切り替
    えて、使用用途によってアレーアンテナの指向性を切り
    替えることを特徴とする送受信装置。