JP2004040554A

JP2004040554A - Antenna assembly and communication device

Info

Publication number: JP2004040554A
Application number: JP2002195967A
Authority: JP
Inventors: Hideki Kawahara; 河原　秀規
Original assignee: Kenwood KK
Current assignee: Kenwood KK
Priority date: 2002-07-04
Filing date: 2002-07-04
Publication date: 2004-02-05

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To decrease the size and weight of an antenna assembly and a communication device, and enhance an antenna diversity effect in the antenna assembly and in the communication device for controlling the antenna diversity. <P>SOLUTION: An antenna 11a provided to a portable telephone 100 has only a rod-shaped element 111a, having an arrangement and a function similar to a prior art rod-shaped element of an inverted-F antenna. The antenna also has a switch SA for switching between power supply to the rod element 111a via a power feed D2 or power feed thereto via a power feed D3. The antenna 11a realizes a function, corresponding to two antennas having mutually different directivity characteristics by switching the operation of the switch SA between the power feeds D2 and D3. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はアンテナ装置及び当該アンテナ装置を具備した通信装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近時、ＰＤＣ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ　Ｄｉｇｉｔａｌ　Ｃｅｌｌｕｌａｒ）方式に基づいて通信を行う携帯電話等の通信装置は、ＴＤＭＡ（Ｔｉｍｅ　Ｄｉｖｉｓｉｏｎ　Ｍｕｌｔｉｐｌｅ　Ａｃｃｅｓｓ）方式に基づいて音声やデータ等の信号の送受信を行う。このようなＴＤＭＡ方式の通信装置は、複数のアンテナを有するアンテナ装置を具備し、送受信のタイミングが重複しない時間を利用して当該複数アンテナのうちで受信電界強度（ＲＳＳＩ；Ｒｅｃｅｉｖｅｄ　Ｓｉｇｎａｌ　Ｓｔｒｅｎｇｔｈ　Ｉｎｄｉｃａｔｉｏｎ）が大となる（すなわち受信感度の優れた）アンテナを選択するアンテナダイバーシティ制御を行う。
【０００３】
上記ＴＤＭＡ方式の通信装置としての携帯電話２００は、図５（ａ）に示すように、二つのアンテナ２０２ａ及び２０２ｂをアンテナダイバーシティ制御用に備える。アンテナ２０２ａは送受信共用のロッド式アンテナであり、アンテナ２０２ｂは受信専用の逆Ｆ型アンテナである。
【０００４】
ここでアンテナ２０２ｂのような逆Ｆ型アンテナは、図５（ｂ）に示すように、互いに対向する向きに配置されたエレメント２１１（例えば棒状エレメントとするが、板状エレメントであっても良い）及びグランド板２１２等を備える。エレメント２１１の一端に設けた接地部Ｇ１はグランド板２１２を介して接地され、エレメント２１１のうち当該接地部Ｇ１より内側の給電部Ｇ２はＣ端子に接続され、給電されることにより逆Ｆ型アンテナが構成される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記従来の技術には、以下に示す問題点がある。
まず、携帯電話２００は二つのアンテナ２０２ａ及び２０２ｂを設けなければならず、小型軽量化を図るのが困難となる。この場合、アンテナ２０２ａはロッド式アンテナであり、図５（ａ）に示すように筐体２０１に突起するように設けられるので、携帯電話２００の小型軽量化及び可搬性の向上が困難となる。
更に、携帯電話２００をできるだけ小型にするため、これらアンテナ２０２ａ及び２０２ｂ同士の設置間隔が極めて接近したものとなるため、両アンテナ間に相互結合が生じてアンテナ利得の低下を招くと共に、両アンテナ間の相関が高くなりアンテナダイバーシティ効果の低下を招くこととなる。
【０００６】
本発明の課題は、アンテナ装置と当該アンテナ装置に対してアンテナダイバーシティ制御を行う通信装置において、アンテナ装置及び通信装置の小型軽量化を図ると共にアンテナダイバーシティ効果を向上させることである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明は、
電波を送受信するアンテナ素子を備えたアンテナ装置において、
前記アンテナ素子は所定部位に第一の給電部及び第一の接地部を有し、他の部位に第二の給電部及び第二の接地部を有し、前記アンテナ素子に対する給電時には前記第一の接地部を接地して前記第一の給電部から給電するか或いは前記第二の接地部を接地して前記第二の給電部から給電するかを切り替える切替手段を備えたことを特徴とする。
【０００８】
更に本発明は、
前記アンテナ素子は略棒状に形成され、当該アンテナ素子の一端部に前記第一の給電部及び第一の接地部が配置され、当該アンテナ素子の他端部に前記第二の給電部及び第二の接地部が配置されているのが好ましい。
【０００９】
更に本発明は、
前記アンテナ素子は略板状に形成され、当該アンテナ素子の外縁部の所定部位に前記第一の給電部及び第一の接地部が配置され、当該アンテナ素子の外縁部の他の部位に前記第二の給電部及び第二の接地部が配置されているのが好ましい。
【００１０】
更に本発明は、
前記第一の接地部及び第二の接地部の間に前記第一の給電部及び第二の給電部が配置されているのが好ましい。
【００１１】
更に本発明は、
前記第一の給電部及び第二の給電部の間に前記第一の接地部及び第二の接地部が配置されているのが好ましい。
【００１２】
また上記課題を解決するため、本発明は、
請求項１〜５のいずれか一項に記載のアンテナ装置を備え、当該アンテナ装置を介して電波の送受信を行う通信装置であって、
前記第一の給電部から前記アンテナ素子に給電した場合と、前記第二の給電部から該アンテナ素子に給電した場合とで受信感度の大小を測定する測定手段と、前記測定手段による測定結果に基づき、前記第一或いは第二の給電部のうち受信感度の大きい給電部から前記アンテナ素子に給電するよう前記切替手段を制御する制御手段と、
を備えたことを特徴とする。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、図１、図２を参照して本発明を適用した好適な一例を説明する。
図１は、携帯電話１００の主要構成を示すブロック図である。携帯電話１００はＴＤＭＡ方式に基づく通信方式で音声やデータ等の信号の送受信を行うと共に、アンテナダイバーシティ制御を行う。
【００１４】
ここで、以下に説明するアンテナ部１１ａ〜１１ｄは本発明の請求項に記載されたアンテナ装置が有する機能を実現し、携帯電話１００は通信装置が有する機能を実現し、棒状エレメント１１１ａ及び板状エレメント１１１ｂはアンテナ素子が有する機能を実現し、スイッチＳＡ及びＳＢは切替手段が有する機能を実現し、ＣＰＵ１３は測定手段と制御手段とが各々有する機能を実現する。また、例えば、以下に説明する給電部Ｄ２及び接地部Ｄ１（給電部Ｅ２及び接地部Ｅ１或いは給電部Ｆ１及び接地部Ｆ２）は本発明の請求項に記載された第一の給電部及び第一の接地部に各々対応すると共に給電部Ｄ３及び接地部Ｄ４（給電部Ｅ３及び接地部Ｅ４或いは給電部Ｆ４及び接地部Ｆ３）は第二の給電部及び第二の接地部に各々対応する（又はこの対応関係の逆）。
【００１５】
図１に示すように、携帯電話１００は、アンテナ部１１ａ、無線部１２、ＣＰＵ１３、ＲＯＭ１４、ＲＡＭ１５、キーパッド１６、受話スピーカ１７、表示器１８、マイク１９等を備えて構成される。
【００１６】
アンテナ部１１ａは、図示しない基地局から送信された無線信号を受信すると共に、無線部１２から出力される信号を当該基地局に向け発信する。また、後に詳述するようにアンテナ部１１ａは、二つの異なる指向性特性のアンテナとしての機能を有し、アンテナダイバーシティ制御に基づいて当該二つの機能のうち何れか一方の機能が設定される（以下、このような指向性特性の設定をアンテナ設定という）。
【００１７】
無線部１２は、アンテナ部１１ａで受信される受信信号を増幅及び復調した後、フレーム処理及びデコード処理等を行ってＣＰＵ１３に入力する。また、無線部１２は、ＣＰＵ１３から入力される送信信号をエンコード処理及びフレーム処理等をした後、変調及び増幅してアンテナ部１１ａに入力する。
【００１８】
ＣＰＵ１３は、キーパッド１６が備える各種操作キーの押下による押下信号に応じて、通話アプリケーション等の各種アプリケーションを実行する。またＣＰＵ１３は、ＴＤＭＡ方式に基づいて送受信を行うと共にアンテナダイバーシティ制御を行う。アンテナダイバーシティ制御を行う際、ＣＰＵ１３は送受信のタイミングが重複しない時間を利用してＲＳＳＩを測定し、当該ＲＳＳＩが大となるようにアンテナ部１１ａのアンテナ設定を制御する。
【００１９】
ＲＯＭ１４は携帯電話１００の各種動作を制御する主制御プログラムや各種アプリケーション用プログラム等を格納し、ＲＡＭ１５はＣＰＵ１３により読み出された所定実行プログラムやプログラムの実行に係る各種データを一時的に格納するワークエリア等を形成する。
【００２０】
キーパッド１６は図示しない各種操作キーを備え、当該各種操作キーの押下信号をＣＰＵ１３に送信し、受話スピーカ１７は通話時に呼び出し音等の通信音や通信相手の音声等を出力し、マイク１９は入力された音声を電気的アナログ信号に変換する。また表示器１８はＬＣＤ（Ｌｉｑｕｉｄ　Ｃｒｙｓｔａｌ　Ｄｉｓｐｌａｙ）や着信用ＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ　Ｅｍｉｔｔｉｎｇ　Ｄｉｏｄｅ）等により構成される。
【００２１】
次いで図２を参照してアンテナ部１１ａについて詳細に説明する。図２（ａ）はアンテナ部１１ａの概略構成を示す図であり、図２（ｂ）はアンテナ部１１ａにおけるアンテナ設定と各スイッチのＯＮ・ＯＦＦ状態を示す図である。
【００２２】
まず図２（ａ）を参照してアンテナ部１１ａの構成を説明する。
図２（ａ）に示すように、アンテナ部１１ａは互いに対向する向きに設けられた棒状エレメント１１１ａ及びグランド板１１２を備えると共に、スイッチ部ＳＡを備えて構成される。スイッチ部ＳＡは、Ａ端子側にスイッチＳ１ａ、Ｓ１ｂを備え、Ｂ端子側にスイッチＳ２ａ、Ｓ２ｂを備える。
【００２３】
ここで棒状エレメント１１１ａは、従来の逆Ｆ型アンテナ（例えば、図５に示すアンテナ２０２ｂ）が備える棒状エレメントと同様の構成・機能を有するものとする。棒状エレメント１１１ａは、Ｂ端子側からＡ端子側に向かう方向に給電部Ｄ２、接地部Ｄ１が順に形成され、Ａ端子側からＢ端子側に向かう方向に給電部Ｄ３、接地部Ｄ４が順に形成されている。
【００２４】
スイッチＳ１ａは、ＯＮ状態の場合には棒状エレメント１１１ａの一端に設けられた接地部Ｄ１とグランド板１１２とを接続して当該接地部Ｄ１を接地させる。スイッチＳ１ｂは、ＯＮ状態の場合には棒状エレメント１１１ａのうち当該接地部Ｄ１より内側にある給電部Ｄ２とＡ端子とを接続し、給電部Ｄ２を介して棒状エレメント１１１ａに給電可能とする。
【００２５】
スイッチＳ２ａは、ＯＮ状態の場合には棒状エレメント１１１ａの他端に設けられた接地部Ｄ４とグランド板１１２とを接続して当該接地部Ｄ４を接地させる。スイッチＳ２ｂは、ＯＮ状態の場合には棒状エレメント１１１ａのうち当該接地部Ｄ４より内側にある給電部Ｄ３とＢ端子とを接続し、給電部Ｄ３を介して棒状エレメント１１１ａに給電可能とする。
【００２６】
アンテナ部１１ａは、棒状エレメント１１１ａがＡ端子から給電されるか或いはＢ端子から給電されるかに応じて、互いに異なる二つの指向性特性を有する二つ分のアンテナとして機能する。すなわちアンテナ部１１ａは、一つの棒状エレメント１１１ａのみを有するアンテナ装置であるが、給電部Ｄ２、Ｄ３の位置に応じて棒状エレメント１１１ａの電圧最大点が異なるため、互いに異なる二つの指向性特性を有する二つ分のアンテナとしての機能が実現できる。上記アンテナ設定は、給電部Ｄ２、Ｄ３を切り替えることによって行う。
【００２７】
次に図２（ｂ）を参照してアンテナ部１１ａの動作を説明する。ここでアンテナ部１１ａの動作はスイッチ部ＳＡが備える各スイッチのＯＮ・ＯＦＦ動作でありＣＰＵ１３によって制御される（アンテナダイバーシティ制御等）。
【００２８】
Ａ端子から棒状エレメント１１１ａに給電する場合、ＣＰＵ１３はスイッチＳ１ａ及びＳ１ｂをＯＮ状態にして接地部Ｄ１を接地させると共に給電部Ｄ２とＡ端子とを接続し当該給電部Ｄ２を介して棒状エレメント１１１ａに給電する。更にこの場合、ＣＰＵ１３はスイッチＳ２ａ及びＳ２ｂをＯＦＦ状態にする。
【００２９】
Ｂ端子から棒状エレメント１１１ａに給電する場合、ＣＰＵ１３はスイッチＳ２ａ及びＳ２ｂをＯＮ状態にして接地部Ｄ４を接地させると共に給電部Ｄ３とＢ端子とを接続し当該給電部Ｄ３を介して棒状エレメント１１１ａに給電する。更にこの場合、ＣＰＵ１３はスイッチＳ１ａ及びＳ１ｂをＯＦＦ状態にする。
【００３０】
以上説明したように、携帯電話１００が備えるアンテナ部１１ａは従来の逆Ｆ型アンテナの棒状エレメントと同様の構成・機能を有する棒状エレメント１１１ａを備えると共に、棒状エレメント１１１ａに給電部Ｄ２を介して給電するか或いは給電部Ｄ３を介して給電するかを切り替えるスイッチ部ＳＡを備える。アンテナ部１１ａは給電部Ｄ２、Ｄ３がスイッチ部ＳＡを介して切り替わることにより互いに異なる指向性特性を有する二つ分のアンテナとしての機能を実現する。これによりアンテナダイバーシティを実現することが可能となる。
【００３１】
従って、アンテナ部１１ａは、一つの棒状エレメント１１１ａを備えるだけで二つの異なるアンテナの機能を有するので、携帯電話１００の小型軽量化が図られる。この場合、棒状エレメント１１１ａはロッド式アンテナではなく従来の逆Ｆ型アンテナのエレメントと同様の構成・機能を有するものであり、棒状エレメント１１１ａは携帯電話１００の図示しない筐体内部に設置されるので、当該筐体の外部にアンテナの突起部が形成されることがなくなる。この為、携帯電話１００の小型軽量化及び可搬性の向上が図られる。
更に、携帯電話１００は、アンテナ部１１ａに単一の棒状エレメント１１１ａのみが配設されるので、複数のアンテナ同士の相互結合が生じたり、アンテナ間の相関が高くなるような事態が回避でき、アンテナダイバーシティ効果の向上が図られる。
【００３２】
なお、本実施の形態における記述は、本発明に係るアンテナ装置の一例を示すものであり、これに限定されるものではない。本実施の形態のアンテナ部１１ａの細部構成及び詳細動作に関しては、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
【００３３】
例えば、アンテナ部１１ａは携帯電話１００に設置されるとして説明したが、これに限らず、携帯電話以外の他の通信装置に設置されるようにしても良い。
【００３４】
また、アンテナ部１１ａはスイッチ部ＳＡのスイッチ動作により棒状エレメント１１１ａの給電部Ｄ２、Ｄ３が切り替わるとしたが、他のスイッチを用いて給電部Ｄ２、Ｄ３を切り替えるようにしても良い。図３（ａ）に示すアンテナ部１１ｂは、スイッチ部ＳＢを用いて給電部Ｄ２、Ｄ３を切り替えるような構成となっている。
【００３５】
図３（ａ）に示すように、アンテナ部１１ｂは、スイッチ部ＳＢを除く他の構成はアンテナ部１１ａと同様であり、Ａ端子から給電されるか或いはＢ端子から給電されるかに応じて（すなわち給電部Ｄ２を介して給電されるか或いは給電部Ｄ３を介して給電されるかに応じて）、互いに異なる二つの指向性特性を有する二つ分のアンテナとして機能する。すなわちアンテナ部１１ｂは、アンテナ部１１ａと同様に、一つの棒状エレメント１１１ａのみを有するアンテナ装置であるが、給電部Ｄ２、Ｄ３に応じて互いに異なる二つ分のアンテナとしての機能を実現する。
【００３６】
ここで、スイッチ部ＳＢは、Ａ端子側にスイッチＳ３ａ、Ｓ３ｂ、Ｓ３ｃ及びＳ３ｄを備えると共に、Ｂ端子側にスイッチＳ４ａ、Ｓ４ｂ、Ｓ４ｃ及びＳ４ｄを備える。
【００３７】
アンテナ部１１ｂはスイッチ部ＳＢが備える各スイッチのＯＮ・ＯＦＦ状態が切り替わることにより棒状エレメント１１１ａの給電部Ｄ２、Ｄ３が切り替わる。図３（ｂ）に示すように、Ａ端子から棒状エレメント１１１ａに給電する場合、ＣＰＵ１３は、Ａ端子側のスイッチＳ３ｃ及びＳ３ｄとＢ端子側のスイッチＳ４ａ及びＳ４ｂとをＯＮ状態にし、他のスイッチＳ３ａ、Ｓ３ｂ、Ｓ４ｃ及びＳ４ｄをＯＦＦ状態にする。また、Ｂ端子から棒状エレメント１１１ａに給電する場合、ＣＰＵ１３は、Ａ端子側のスイッチＳ３ａ及びＳ３ｂとＢ端子側のスイッチＳ４ｃ及びＳ４ｄをＯＮ状態にし、他のスイッチＳ３ｃ、Ｓ３ｄ、Ｓ４ａ及びＳ４ｂをＯＦＦ状態にする。
【００３８】
また、アンテナ部１１ａは、従来の逆Ｆ型アンテナと同様の構成・機能を有する棒状エレメント１１１ａを備えるとしたが、これに限らず、他の構成・機能を有するエレメントを用いても良い。図４（ａ）に示すアンテナ部１１ｃは、板状エレメント１１１ｂを備える。図４（ａ）に示すように、アンテナ部１１ｃは、アンテナ部１１ｂと同じスイッチ部ＳＢを備え、スイッチ部ＳＢが備える各スイッチのＯＮ・ＯＦＦ状態が切り替わることにより棒状エレメント１１１ｂの給電部が切り替わる（この場合の給電部をＥ２、Ｅ３とし、接地部をＥ１、Ｅ４とする。図３（ｂ）に示す図を参照）。これにより、棒状エレメント１１１ａを備えたアンテナ部１１ａ等とは異なる指向性特性を有するアンテナが実現できる。
【００３９】
この場合、Ｂ端子側からＡ端子側に向かう方向に給電部Ｅ２、接地部Ｅ１が順に形成され、Ａ端子側からＢ端子側に向かう方向に給電部Ｅ３、接地部Ｅ４が順に形成されている。
【００４０】
なお、アンテナ部１１ｃは、図４（ａ）に示すようにスイッチ部ＳＢを用いても良いが、スイッチ部ＳＡ用いた構成であっても良い（この場合、板状エレメント１１１ｂに対する給電の仕方と各スイッチのＯＮ・ＯＦＦ状態との関係は図２（ｂ）に示す図を参照）。
【００４１】
また、アンテナ部１１ａは、棒状エレメント１１１ａの両端の各々に接地部Ｄ１、Ｄ４が形成され、棒状エレメント１１１ａの内側に給電部Ｄ２、Ｄ３が形成されたものとしたが、これに限るものではない。図４（ｂ）に示すアンテナ部１１ｄのように、棒状エレメント１１１ａの両端に各給電部を設け、棒状エレメント１１１ａの内側に各接地部を設けても良い（この場合の給電部をＦ１、Ｆ４とし、接地部をＦ２、Ｆ３とする）。図４（ｂ）に示すように、アンテナ部１１ｄは、アンテナ部１１ｂと同じスイッチ部ＳＢを備え、スイッチ部ＳＢが備える各スイッチのＯＮ・ＯＦＦ状態が切り替わることにより棒状エレメント１１１ａの給電部Ｆ１、Ｆ４が切り替わる（図３（ｂ）に示す図を参照）。これにより、棒状エレメント１１１ａの両端の各々に接地部Ｄ１、Ｄ４を設けたアンテナ部１１ｂ等とは異なる指向性特性を有するアンテナが実現できる。
【００４２】
なお、アンテナ部１１ｄは、図４（ｂ）に示すようにスイッチ部ＳＢを用いても良いが、スイッチ部ＳＡを用いた構成であっても良い（この場合、棒状エレメント１１１ａに対する給電の仕方と各スイッチのＯＮ・ＯＦＦ状態との関係は図２（ｂ）に示す図を参照）。更に、アンテナ部１１ｄは、棒状エレメント１１１ａを用いても良いが、板状エレメント１１１ｂを用いた構成であっても良い。
【００４３】
また、接地部或いは給電部の何れか一組は棒状エレメント１１１ａ（板状エレメント１１１ｂ）の端（外縁）に設けるとしたが、これに限らず、これら接地部及び給電部を共に棒状エレメント１１１ａ（板状エレメント１１１ｂ）の端（外縁）近傍に設けるようにしても良い。
【００４４】
【発明の効果】
本発明によれば、アンテナ装置と当該アンテナ装置に対してアンテナダイバーシティ制御を行う通信装置において、アンテナ装置及び通信装置の小型軽量化が図られると共にアンテナダイバーシティ効果が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施の形態における携帯電話の主要構成を示すブロック図である。
【図２】（ａ）は本発明を適用したアンテナ部の概略構成を示す図であり、（ｂ）は同アンテナ部におけるアンテナ設定とスイッチのＯＮ・ＯＦＦ状態を示す図である。
【図３】（ａ）は他の実施例におけるアンテナ部の概略構成を示す図であり、（ｂ）は同アンテナ部におけるアンテナ設定とスイッチのＯＮ・ＯＦＦ状態を示す図である。
【図４】（ａ）は他の実施例として板状エレメントを備えたアンテナ部の概略構成を示す図であり、（ｂ）は他の実施例として給電部及び接地部の配置を変えたアンテナ部の概略構成を示す図である。
【図５】（ａ）は従来の携帯電話を透視的に示す斜視図であり、（ｂ）は従来の逆Ｆ型アンテナの概略構成を示す図である。
【符号の説明】
１００　携帯電話
１１ａ〜１１ｄ　アンテナ部
１１１ａ　棒状エレメント
１１１ｂ　板状エレメント
１１２　グランド板
ＳＡ、ＳＢ　スイッチ部
Ｓ１ａ、Ｓ１ｂ、Ｓ３ａ〜Ｓ３ｄ　スイッチ（Ａ端子側）
Ｓ２ａ、Ｓ２ｂ、Ｓ４ａ〜Ｓ４ｄ　スイッチ（Ｂ端子側）
１２　無線部
１３　ＣＰＵ
１４　ＲＯＭ
１５　ＲＡＭ
１６　キーパッド
１７　受話スピーカ
１８　表示器
１９　マイク[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an antenna device and a communication device including the antenna device.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Recently, a communication device such as a mobile phone that performs communication based on a PDC (Personal Digital Cellular) method transmits and receives signals such as voice and data based on a TDMA (Time Division Multiple Access) method. Such a communication device of the TDMA system includes an antenna device having a plurality of antennas, and a received signal strength indication (RSSI; Received Signal Strength Indication) of the plurality of antennas is used by using a time when transmission and reception timings do not overlap. An antenna diversity control for selecting an antenna having a large size (that is, excellent reception sensitivity) is performed.
[0003]
As shown in FIG. 5A, the mobile phone 200 as the TDMA communication device includes two antennas 202a and 202b for controlling antenna diversity. The antenna 202a is a rod antenna for both transmission and reception, and the antenna 202b is an inverted-F antenna for reception only.
[0004]
Here, an inverted F-type antenna such as the antenna 202b has elements 211 (for example, rod-shaped elements, but may be plate-shaped elements) arranged in directions facing each other as shown in FIG. 5B. And a ground plate 212 and the like. The grounding portion G1 provided at one end of the element 211 is grounded via a grounding plate 212, and the feeding portion G2 inside the grounding portion G1 of the element 211 is connected to the C terminal, and is fed with power, so that an inverted-F type antenna is provided. Is configured.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, the conventional technique has the following problems.
First, the mobile phone 200 must be provided with two antennas 202a and 202b, and it is difficult to reduce the size and weight. In this case, since the antenna 202a is a rod-type antenna and is provided so as to protrude from the housing 201 as shown in FIG. 5A, it is difficult to reduce the size and weight of the mobile phone 200 and to improve the portability.
Further, in order to make the mobile phone 200 as small as possible, the installation intervals between the antennas 202a and 202b become extremely close, so that mutual coupling occurs between the two antennas, thereby lowering the antenna gain and causing a decrease in the antenna gain. Is increased, and the antenna diversity effect is reduced.
[0006]
An object of the present invention is to reduce the size and weight of an antenna device and a communication device and improve an antenna diversity effect in an antenna device and a communication device that performs antenna diversity control on the antenna device.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above problems, the present invention provides:
In an antenna device having an antenna element for transmitting and receiving radio waves,
The antenna element has a first feeding portion and a first ground portion at a predetermined portion, and has a second feeding portion and a second ground portion at another portion. Switching means for switching between grounding the grounding portion and feeding power from the first power feeding portion or grounding the second grounding portion and feeding power from the second power feeding portion. .
[0008]
Further, the present invention
The antenna element is formed in a substantially rod shape, the first feeding section and the first grounding section are arranged at one end of the antenna element, and the second feeding section and the second feeding section are arranged at the other end of the antenna element. Is preferably arranged.
[0009]
Further, the present invention
The antenna element is formed in a substantially plate shape, the first feeding portion and the first ground portion are arranged at a predetermined portion of an outer edge portion of the antenna element, and the second feeding portion and the first ground portion are arranged at another portion of the outer edge portion of the antenna element. Preferably, a second power supply and a second ground are arranged.
[0010]
Further, the present invention
It is preferable that the first power supply unit and the second power supply unit are disposed between the first ground unit and the second ground unit.
[0011]
Further, the present invention
It is preferable that the first grounding portion and the second grounding portion are arranged between the first power feeding portion and the second power feeding portion.
[0012]
In order to solve the above problems, the present invention provides
A communication device comprising the antenna device according to claim 1, and transmitting and receiving a radio wave via the antenna device,
When the antenna element is fed from the first feed unit, and when the antenna element is fed from the second feed unit, a measuring unit that measures the magnitude of the receiving sensitivity, and a measurement result obtained by the measuring unit. Control means for controlling the switching means so as to supply power to the antenna element from a power supply section having a high reception sensitivity among the first or second power supply section,
It is characterized by having.
[0013]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, a preferred example to which the present invention is applied will be described with reference to FIGS.
FIG. 1 is a block diagram showing a main configuration of mobile phone 100. The mobile phone 100 transmits and receives signals such as voice and data using a communication scheme based on the TDMA scheme, and performs antenna diversity control.
[0014]
Here, the antenna units 11a to 11d described below realize the functions of the antenna device described in the claims of the present invention, and the mobile phone 100 realizes the functions of the communication device. The element 111b implements the function of the antenna element, the switches SA and SB implement the function of the switching unit, and the CPU 13 implements the function of each of the measuring unit and the control unit. Further, for example, the power supply unit D2 and the ground unit D1 (the power supply unit E2 and the ground unit E1 or the power supply unit F1 and the ground unit F2) described below are the first power supply unit and the first power supply unit described in the claims of the present invention. And the power supply unit D3 and the ground unit D4 (the power supply unit E3 and the ground unit E4 or the power supply unit F4 and the ground unit F3) respectively correspond to the second power supply unit and the second ground unit. The reverse of this correspondence).
[0015]
As shown in FIG. 1, the mobile phone 100 includes an antenna unit 11a, a wireless unit 12, a CPU 13, a ROM 14, a RAM 15, a keypad 16, a receiving speaker 17, a display 18, a microphone 19, and the like.
[0016]
The antenna unit 11a receives a radio signal transmitted from a base station (not shown) and transmits a signal output from the radio unit 12 to the base station. Further, as described later in detail, the antenna unit 11a has a function as an antenna having two different directivity characteristics, and one of the two functions is set based on antenna diversity control ( Hereinafter, such setting of the directivity characteristic is referred to as antenna setting).
[0017]
The radio unit 12 amplifies and demodulates a received signal received by the antenna unit 11a, performs frame processing, decoding processing, and the like, and inputs the processed signal to the CPU 13. Further, the radio unit 12 performs an encoding process, a frame process, and the like on a transmission signal input from the CPU 13, modulates and amplifies the signal, and inputs the result to the antenna unit 11a.
[0018]
The CPU 13 executes various applications such as a telephone call application in response to a press signal generated by pressing various operation keys included in the keypad 16. Further, the CPU 13 performs transmission and reception based on the TDMA scheme and performs antenna diversity control. When performing antenna diversity control, the CPU 13 measures the RSSI using the time when transmission and reception timings do not overlap, and controls the antenna setting of the antenna unit 11a so that the RSSI becomes large.
[0019]
The ROM 14 stores a main control program for controlling various operations of the mobile phone 100, various application programs, and the like, and the RAM 15 temporarily stores a predetermined execution program read by the CPU 13 and various data relating to the execution of the program. An area or the like is formed.
[0020]
The keypad 16 is provided with various operation keys (not shown), transmits a signal for pressing the various operation keys to the CPU 13, the receiving speaker 17 outputs a communication sound such as a ringing sound or a communication partner's voice during a telephone call, and the microphone 19 is The input voice is converted into an electric analog signal. The display 18 is configured by an LCD (Liquid Crystal Display), a receiving LED (Light Emitting Diode), and the like.
[0021]
Next, the antenna section 11a will be described in detail with reference to FIG. FIG. 2A is a diagram illustrating a schematic configuration of the antenna unit 11a, and FIG. 2B is a diagram illustrating an antenna setting and an ON / OFF state of each switch in the antenna unit 11a.
[0022]
First, the configuration of the antenna unit 11a will be described with reference to FIG.
As shown in FIG. 2A, the antenna section 11a includes a bar-shaped element 111a and a ground plate 112 provided in directions facing each other, and includes a switch section SA. The switch section SA includes switches S1a and S1b on the A terminal side and switches S2a and S2b on the B terminal side.
[0023]
Here, the rod-shaped element 111a has the same configuration and function as the rod-shaped element included in the conventional inverted F-type antenna (for example, the antenna 202b shown in FIG. 5). In the rod-shaped element 111a, a power supply portion D2 and a ground portion D1 are sequentially formed in a direction from the B terminal side to the A terminal side, and a power supply portion D3 and a ground portion D4 are sequentially formed in a direction from the A terminal side to the B terminal side. ing.
[0024]
The switch S1a connects the ground part D1 provided at one end of the rod-shaped element 111a to the ground plate 112 to ground the ground part D1 when in the ON state. In the ON state, the switch S1b connects the power supply unit D2 of the rod-shaped element 111a inside the grounding unit D1 and the A terminal, and enables power to be supplied to the rod-shaped element 111a via the power supply unit D2.
[0025]
The switch S2a connects the ground part D4 provided at the other end of the rod-shaped element 111a to the ground plate 112 to ground the ground part D4 when in the ON state. When in the ON state, the switch S2b connects the power supply unit D3 of the rod-shaped element 111a inside the grounding unit D4 to the B terminal, and enables power to be supplied to the rod-shaped element 111a via the power supply unit D3.
[0026]
The antenna portion 11a functions as two antennas having two different directivity characteristics depending on whether the rod-shaped element 111a is fed from the A terminal or the B terminal. That is, the antenna unit 11a is an antenna device having only one rod-shaped element 111a, but has two different directivity characteristics because the voltage maximum point of the rod-shaped element 111a is different depending on the positions of the feeding units D2 and D3. The function as two antennas can be realized. The antenna setting is performed by switching the power supply units D2 and D3.
[0027]
Next, the operation of the antenna unit 11a will be described with reference to FIG. Here, the operation of the antenna unit 11a is an ON / OFF operation of each switch included in the switch unit SA, and is controlled by the CPU 13 (antenna diversity control or the like).
[0028]
When power is supplied from the A terminal to the rod-shaped element 111a, the CPU 13 turns on the switches S1a and S1b to ground the grounding unit D1, and connects the power-supplying unit D2 and the A terminal to the rod-shaped element 111a via the power-supplying unit D2. Supply power. Further, in this case, the CPU 13 turns off the switches S2a and S2b.
[0029]
When power is supplied from the B terminal to the rod-shaped element 111a, the CPU 13 turns on the switches S2a and S2b to ground the grounding unit D4, and connects the power-supplying unit D3 and the B terminal to the rod-shaped element 111a via the power-supplying unit D3. Supply power. Further, in this case, the CPU 13 turns off the switches S1a and S1b.
[0030]
As described above, the antenna unit 11a provided in the mobile phone 100 includes the rod-shaped element 111a having the same configuration and function as the rod-shaped element of the conventional inverted F-type antenna, and supplies power to the rod-shaped element 111a via the power supply unit D2. And a switch section SA for switching between power supply and power supply via the power supply section D3. The antenna unit 11a realizes a function as two antennas having different directivity characteristics by switching between the power supply units D2 and D3 via the switch unit SA. This makes it possible to realize antenna diversity.
[0031]
Therefore, since the antenna section 11a has the function of two different antennas only by including one rod-shaped element 111a, the size and weight of the mobile phone 100 can be reduced. In this case, the rod-shaped element 111a has the same configuration and function as the element of the conventional inverted F-type antenna instead of the rod-type antenna, and the rod-shaped element 111a is installed inside a casing (not shown) of the mobile phone 100. Therefore, the projection of the antenna is not formed outside the housing. Therefore, the size and weight of the mobile phone 100 and the portability are improved.
Further, in the mobile phone 100, since only a single rod-shaped element 111a is disposed in the antenna section 11a, it is possible to avoid a situation in which a plurality of antennas are mutually coupled or a correlation between the antennas is increased. The antenna diversity effect is improved.
[0032]
The description in the present embodiment shows one example of the antenna device according to the present invention, and the present invention is not limited to this. The detailed configuration and operation of the antenna section 11a of the present embodiment can be appropriately changed without departing from the spirit of the present invention.
[0033]
For example, although the antenna unit 11a has been described as being installed in the mobile phone 100, the present invention is not limited to this, and the antenna unit 11a may be installed in a communication device other than the mobile phone.
[0034]
In the antenna unit 11a, the power supply units D2 and D3 of the rod-shaped element 111a are switched by the switching operation of the switch unit SA. However, the power supply units D2 and D3 may be switched using another switch. The antenna unit 11b illustrated in FIG. 3A has a configuration in which the power supply units D2 and D3 are switched using the switch unit SB.
[0035]
As shown in FIG. 3A, the configuration of the antenna unit 11b is the same as that of the antenna unit 11a except for the switch unit SB, and depends on whether power is supplied from the A terminal or the B terminal. (Ie, depending on whether the power is supplied via the power supply unit D2 or the power supply unit D3), it functions as two antennas having two different directivity characteristics. That is, the antenna unit 11b is an antenna device having only one rod-shaped element 111a, like the antenna unit 11a, but realizes two different antenna functions depending on the feeding units D2 and D3.
[0036]
Here, the switch unit SB includes switches S3a, S3b, S3c, and S3d on the A terminal side, and switches S4a, S4b, S4c, and S4d on the B terminal side.
[0037]
In the antenna unit 11b, the power supply units D2 and D3 of the rod-shaped element 111a are switched by switching the ON / OFF state of each switch included in the switch unit SB. As shown in FIG. 3B, when power is supplied from the A terminal to the rod-shaped element 111a, the CPU 13 turns on the switches S3c and S3d on the A terminal side and the switches S4a and S4b on the B terminal side, and turns on the other switches. S3a, S3b, S4c and S4d are turned off. When power is supplied from the B terminal to the rod-shaped element 111a, the CPU 13 turns on the switches S3a and S3b on the A terminal side and the switches S4c and S4d on the B terminal side, and turns off the other switches S3c, S3d, S4a and S4b. State.
[0038]
Further, although the antenna section 11a includes the rod-shaped element 111a having the same configuration and function as the conventional inverted F-type antenna, the invention is not limited thereto, and an element having another configuration and function may be used. The antenna section 11c illustrated in FIG. 4A includes a plate element 111b. As shown in FIG. 4A, the antenna unit 11c includes the same switch unit SB as the antenna unit 11b, and the power supply unit of the rod-shaped element 111b is switched by switching the ON / OFF state of each switch included in the switch unit SB. (In this case, the feeding units are E2 and E3, and the grounding units are E1 and E4. See the diagram shown in FIG. 3B). Thereby, an antenna having directivity characteristics different from those of the antenna unit 11a including the rod-shaped element 111a can be realized.
[0039]
In this case, a power supply portion E2 and a ground portion E1 are formed in order from the B terminal side to the A terminal side, and a power supply portion E3 and a ground portion E4 are formed in order from the A terminal side to the B terminal side. .
[0040]
The antenna section 11c may use the switch section SB as shown in FIG. 4A, or may have a configuration using the switch section SA (in this case, how to supply power to the plate element 111b). The relationship between the ON / OFF state of each switch is shown in FIG.
[0041]
Further, the antenna section 11a has the grounding sections D1 and D4 formed at both ends of the rod-shaped element 111a and the feeding sections D2 and D3 formed inside the rod-shaped element 111a, but the present invention is not limited to this. . As in an antenna unit 11d shown in FIG. 4B, each power supply unit may be provided at both ends of the rod-shaped element 111a, and each ground unit may be provided inside the rod-shaped element 111a (in this case, the power supply units are F1 and F4). And the grounding portions are F2 and F3). As shown in FIG. 4B, the antenna unit 11d includes the same switch unit SB as the antenna unit 11b, and switches the ON / OFF state of each switch included in the switch unit SB to switch the power supply unit F1 of the rod-shaped element 111a. F4 is switched (see the diagram shown in FIG. 3B). Thus, an antenna having a directivity characteristic different from that of the antenna unit 11b or the like in which the ground portions D1 and D4 are provided at both ends of the rod-shaped element 111a can be realized.
[0042]
The antenna section 11d may use the switch section SB as shown in FIG. 4B, or may have a configuration using the switch section SA (in this case, how to supply power to the rod-shaped element 111a). The relationship between the ON / OFF state of each switch is shown in FIG. Further, the antenna portion 11d may use the rod-shaped element 111a, or may have a configuration using the plate-shaped element 111b.
[0043]
In addition, although one set of the ground portion and the power supply portion is provided at the end (outer edge) of the rod-shaped element 111a (plate-shaped element 111b), the present invention is not limited to this, and both the ground portion and the power supply portion may be provided as the rod-shaped element 111a ( It may be provided near the end (outer edge) of the plate-shaped element 111b).
[0044]
【The invention's effect】
According to the present invention, in an antenna device and a communication device that performs antenna diversity control on the antenna device, the size and weight of the antenna device and the communication device can be reduced, and the antenna diversity effect can be improved.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram showing a main configuration of a mobile phone according to the present embodiment.
FIG. 2A is a diagram illustrating a schematic configuration of an antenna unit to which the present invention is applied, and FIG. 2B is a diagram illustrating an antenna setting and an ON / OFF state of a switch in the antenna unit.
FIG. 3A is a diagram illustrating a schematic configuration of an antenna unit in another embodiment, and FIG. 3B is a diagram illustrating an antenna setting and an ON / OFF state of a switch in the antenna unit.
FIG. 4A is a diagram showing a schematic configuration of an antenna unit having a plate element as another embodiment, and FIG. 4B is an antenna in which the arrangement of a feed unit and a ground unit is changed as another embodiment; It is a figure which shows the schematic structure of a part.
FIG. 5A is a perspective view showing a conventional mobile phone in a see-through manner, and FIG. 5B is a diagram showing a schematic configuration of a conventional inverted-F antenna.
[Explanation of symbols]
100 Mobile phone 11a to 11d Antenna unit 111a Rod element 111b Plate element 112 Ground plate SA, SB Switch unit S1a, S1b, S3a to S3d Switch (A terminal side)
S2a, S2b, S4a to S4d Switch (B terminal side)
12 Wireless unit 13 CPU
14 ROM
15 RAM
16 Keypad 17 Receiving speaker 18 Display 19 Microphone

Claims

In an antenna device having an antenna element for transmitting and receiving radio waves,
The antenna element has a first feeding portion and a first ground portion at a predetermined portion, and has a second feeding portion and a second ground portion at another portion. Switching means for switching between grounding the grounding portion and feeding power from the first power feeding portion or grounding the second grounding portion and feeding power from the second power feeding portion. Antenna device.

The antenna element is formed in a substantially rod shape, the first feeding section and the first grounding section are arranged at one end of the antenna element, and the second feeding section and the second feeding section are arranged at the other end of the antenna element. The antenna device according to claim 1, wherein a grounding portion is disposed.

The antenna element is formed in a substantially plate shape, the first feeding portion and the first ground portion are arranged at a predetermined portion of an outer edge portion of the antenna element, and the second feeding portion and the first ground portion are arranged at another portion of the outer edge portion of the antenna element. The antenna device according to claim 1, wherein a second feeding unit and a second grounding unit are arranged.

4. The antenna device according to claim 2, wherein the first power supply unit and the second power supply unit are disposed between the first ground unit and the second ground unit. 5.

The antenna device according to claim 2, wherein the first grounding unit and the second grounding unit are arranged between the first power feeding unit and the second power feeding unit. 5.

A communication device comprising the antenna device according to claim 1, and transmitting and receiving a radio wave via the antenna device,
When the antenna element is fed from the first feeding unit, and when the antenna element is fed from the second feeding unit, a measuring unit that measures the magnitude of the receiving sensitivity, and a measurement result obtained by the measuring unit. Control means for controlling the switching means so as to supply power to the antenna element from a power supply section having a high reception sensitivity among the first power supply section or the second power supply section,
A communication device comprising: