JP2005341265A

JP2005341265A - 情報機器およびダイバーシティアンテナ制御方法

Info

Publication number: JP2005341265A
Application number: JP2004157805A
Authority: JP
Inventors: Toshiyuki Masaki; 俊幸正木
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 2004-05-27
Filing date: 2004-05-27
Publication date: 2005-12-08
Also published as: US20050266903A1

Abstract

【課題】ダイバーシティアンテナとしての通信可能範囲を拡げることができるとともに、電波干渉やマルチパス等に対して柔軟かつ効果的に対応できる受信アンテナ機能を実現可能にした情報機器およびダイバーシティアンテナ制御方法を提供することを課題とする。
【解決手段】レベル比較回路１５は第１、第２の受信回路１３，１４より受けた各受信信号の受信品質を比較し、受信品質の高い受信信号を判定してダイバーシティ切替信号発生回路１６に通知する。アンテナ切り換え制御回路２０はダイバーシティ切替信号発生回路１６から出力されるダイバーシティ切替信号（ＣＳ１）を用いて生成したスイッチ切り換え信号（ＣＳ２，ＣＳ３）により上記アンテナ装置３０に設けられたアンテナ切換えスイッチ（ＳＷ１，ＳＷ２）３１，３３、およびアンテナ装置４０に設けられたアンテナ切換えスイッチ（ＳＷ３，ＳＷ４）４１，４３を切り換え制御する。
【選択図】図１

Description

本発明は、例えば無線通信機能を備えたパーソナルコンピュータ、映像を伴う無線情報の受信機能を備えた電子機器等に適用して好適な情報機器およびダイバーシティアンテナ制御方法に関する。

無線通信においては、フェージング対策などの観点から、受信アンテナにダイバーシティ方式がよく採用される。

ダイバーシティの方式としては、２つのアンテナの距離を考慮して配置する空間ダイバーシティや、２つのアンテナの角度を考慮して配置する偏波ダイバーシティが良く知られている。
特開２０００−１１４８４８号公報

ところで、通信相手となる無線通信機器によっては、送信電波の偏波成分に偏りがある場合が考えられる。その場合、強い偏波成分を受信可能なアンテナにて空間ダイバーシティを構成した方が良い。例えば、２つのアンテナで受信するレベルがどちらも水平偏波成分が強い場合には、２つのアンテナを水平偏波用アンテナにして空間ダイバーシティを構成する。場合によっては、右側を水平偏波用アンテナとし、左側を垂直偏波用アンテナとして動作させることも考えられる。

このように、広い通信可能範囲を確保するためには、通信相手となる無線通信機器のアンテナ偏波特性に応じて、ダイバーシティアンテナの構成を柔軟に変える必要がある。

しかしながら、上記文献の技術では、空間ダイバーシティまたは偏波ダイバーシティのどちらか一方の方式を選択しなければならない構成であるため、十分に広い通信可能範囲を実現することができないという問題がある。また、電波干渉やマルチパス等に対して柔軟かつ効果的に対応ができないという問題がある。

ポータブルコンピュータ等の情報処理装置に於いては、例えば無線ＬＡＮ、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ等の無線通信モジュールが実装可能である。無線ＬＡＮモジュールは、電波受信品質を向上させるため、送受信を行う主（Ｍａｉｎ）アンテナと、受信のみを行う補助（Ａｕｘ）アンテナとでなる２本のアンテナを搭載し、受信状況に応じ主アンテナと補助アンテナを切り替えて、より感度のよい受信状態を保つように制御（空間ダイバーシティ制御）している。一方、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈモジュールに於いては、送受信を行うアンテナは１本のみである。また、無線ＬＡＮモジュールはＩＥＥＥ８０２．１１ｂに準拠している場合、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈモジュールと使用周波数帯域が重複し、同時に使用すると、電波干渉が発生し、互いに通信速度が劣化するという弊害が発生することがある。このようなことから、一般には、無線ＬＡＮモジュールのアンテナとＢｌｕｅｔｏｏｔｈモジュールのアンテナとを別個にし、合計３つのアンテナを設けて電波干渉を極力抑えるようにしている。しかしながらポータブルコンピュータ等の小型電子機器に於いては、小型化、高密度化が要求されることから、筐体内に確保できるアンテナ実装スペースが益々減る傾向にある。この際、複数種の無線通信モジュールが１つまたは２つのアンテナをスイッチ回路により選択的に切り替えて共用する技術を適用することで、アンテナ実装数を減らすことができるが、この技術は無線通信モジュール各々の無線通信状態等に応じてスイッチ回路を切り替え制御する制御回路を必用とし構成が煩雑になるとともに、常に、スイッチ回路によりアンテナに接続された無線通信モジュールのみしか受信できないという問題がある。

本発明は上記実情に鑑みてなされたものであり、ダイバーシティアンテナとしての通信可能範囲を拡げることができるとともに、電波干渉やマルチパス等に対して柔軟かつ効果的に対応できる受信アンテナ機能を実現可能にした情報機器およびダイバーシティアンテナ制御方法を提供することを目的とする。

本発明は、偏波特性若しくは指向性の異なる２つのアンテナと、前記２つのアンテナの合成受信信号若しくは前記２つのアンテナのうちのいずれか一方のアンテナの受信信号を切り替えて出力する切替回路とをそれぞれ具備する２組のアンテナ装置と、前記２組のアンテナ装置の切替回路を切替制御してダイバーシティ方式のアンテナを構成するアンテナ切替制御手段とを具備した情報機器を特徴とする。

また、本発明は、偏波特性若しくは指向性の異なる２つのアンテナと、前記２つのアンテナの合成受信信号若しくは前記２つのアンテナのうちのいずれか一方のアンテナの受信信号を切り替えて出力する切替回路とをそれぞれ具備する２組のアンテナ装置を用いてダイバーシティアンテナを構成するダイバーシティアンテナの制御方法であって、前記２組のアンテナ装置の切替回路を前記２組のアンテナ装置の前記各受信信号をもとに切替制御して前記２組のアンテナ装置のアンテナによりダイバーシティ方式のアンテナを構成することを特徴とする。

本発明は、偏波特性若しくは指向性の異なる一対の（２つの）アンテナで構成した２組のアンテナ装置を用い、電波干渉、マルチパス、フェージング等、各種無線通信環境の状況変化に応じて、１アンテナ受信または２アンテナの合成受信のうち受信状態の良好な方式を選択することにより、通信範囲を拡げることができる。電波干渉やマルチパスの多い場合は、偏波特性や指向性を持つ単独アンテナに切り換えることにより、受信環境を改善することができる。一方、干渉の少ない見通しの良い環境では、どの方向にも特性の良好な無指向性が望まれる。このような場合は２アンテナの合成受信方式に切り換え、受信状態を改善できる。さらに、無線モジュール側のダイバーシティ切り換え信号をもとにアンテナ切り換え制御を行うことにより、複雑な外付け回路や無線モジュールのファームウェア変更等を必要とせず、低コストで４つのアンテナを切替制御対象としたダイバーシティアンテナ機構を実現できる。

ダイバーシティアンテナとしての通信可能範囲を拡げることができるとともに、電波干渉やマルチパス等に対して柔軟かつ効果的に対応できる。

以下図面を参照して本発明の実施形態を説明する。
本発明の実施形態に於ける無線通信機能を有する情報機器のダイバーシティアンテナ機構の要部の構成を図１に示している。この図１に示すダイバーシティアンテナ機構は、ダイバーシティ切り換え信号（ＣＳ１）の出力機能をもつ無線モジュール１０と、無線モジュール１０からのダイバーシティ切換え信号を受けて２つのアンテナを切り換え制御する２組のアンテナ装置３０，４０とを備えて構成される。

無線モジュール１０は、第１、第２のアンテナ入力端１１，１２と、第１、第２のアンテナ入力端１１，１２の信号を個別に受ける第１、第２の受信回路１３，１４と、第１、第２の受信回路１３，１４の受信品質を比較するレベル比較回路１５と、ダイバーシティ切り換え信号発生回路１６と、ダイバーシティ切替スイッチ１７とを具備して構成される。この無線モジュール１０は既存のダイバーシティアンテナシステムに適用可能である。この実施形態では、レベル比較回路１５に於いて、受信品質として、少なくとも受信レベル若しくはビットエラーレートを比較対象とする。

アンテナ装置３０は、偏波特性若しくは指向性を異にするアンテナＡ１，Ａ２と、アンテナ切り換えスイッチ（ＳＷ１）３１と、混合器（ＭＸ１）３２と、アンテナ切り換えスイッチ（ＳＷ２）３３とを具備して構成される。アンテナ切り換えスイッチ（ＳＷ１）３１とアンテナ切り換えスイッチ（ＳＷ２）３３は連動して切替動作される。

アンテナ装置４０は、偏波特性若しくは指向性を異にするアンテナＢ１，Ｂ２と、アンテナ切り換えスイッチ（ＳＷ３）４１と、混合器（ＭＸ２）４２と、アンテナ切り換えスイッチ（ＳＷ４）４３とを具備して構成される。アンテナ切り換えスイッチ（ＳＷ３）４１とアンテナ切り換えスイッチ（ＳＷ４）４３は連動して切り換え動作される。

アンテナ装置３０は信号ケーブル５０を介して無線モジュール１０の第１のアンテナ入力端１１に高周波接続される。アンテナ装置４０は信号ケーブル６０を介して無線モジュール１０の第２のアンテナ入力端１２に高周波接続される。

アンテナ装置３０に設けられたアンテナ切換えスイッチ（ＳＷ１，ＳＷ２）３１，３３、およびアンテナ装置４０に設けられたアンテナ切換えスイッチ（ＳＷ３，ＳＷ４）４１，４３は、それぞれアンテナ切り換え制御回路２０より出力される切り換え信号（ＣＳ２，ＣＳ３）により切り換え制御される。

アンテナ切り換え制御回路２０は、無線モジュール１０に設けられたダイバーシティ切替信号発生回路１６から出力されるダイバーシティ切替信号（ＣＳ１）を用いて生成したスイッチ切り換え信号（ＣＳ２，ＣＳ３）により上記アンテナ装置３０に設けられたアンテナ切換えスイッチ（ＳＷ１，ＳＷ２）３１，３３、およびアンテナ装置４０に設けられたアンテナ切換えスイッチ（ＳＷ３，ＳＷ４）４１，４３を切り換え制御する。

上記した構成により、無線モジュール１０の第１のアンテナ入力端１１には、アンテナ装置３０に設けられたアンテナＡ１，Ａ２の各受信信号を混合器（ＭＸ１）３２により合成した合成受信信号、若しくは上記アンテナＡ２の受信信号がアンテナ切換えスイッチ（ＳＷ１，ＳＷ２）３１，３３の切り換え制御により入力される。また、無線モジュール１０の第２のアンテナ入力端１２には、アンテナ装置４０に設けられたアンテナＢ１，Ｂ２の各受信信号を混合器（ＭＸ２）４２により合成した合成受信信号、若しくは上記アンテナＢ２の受信信号がアンテナ切換えスイッチ（ＳＷ３，ＳＷ４）４１，４３の切り換え制御により入力される。

上記無線モジュール１０の第１のアンテナ入力端１１に入力された受信信号、および第２のアンテナ入力端１２に入力された受信信号は、ダイバーシティ切替制御のために、第１、第２の受信回路１３，１４にそれぞれ個別に入力され、検波（復調）された後、レベル比較回路１５に供給される。

レベル比較回路１５は第１、第２の受信回路１３，１４より受けた各受信信号の受信品質を比較する。ここでは、例えば受信信号が設定したエラービットレート以下であること、および設定した受信レベル以上であることを条件に、上記第１、第２の受信回路１３，１４より受けた各受信信号の受信品質を比較し、受信品質の高い受信信号を判定する。この判定信号はダイバーシティ切替信号発生回路１６に供給される。

ダイバーシティ切替信号発生回路１６は上記レベル比較回路１５から受けた判定信号をもとにダイバーシティ切替信号（ＣＳ１）を生成し、当該ダイバーシティ切替信号（ＣＳ１）によりダイバーシティ切替スイッチ１７を切り換え制御する。

ダイバーシティ切替スイッチ１７は上記ダイバーシティ切替信号（ＣＳ１）に従い、第１のアンテナ入力端１１に入力された受信信号、または第２のアンテナ入力端１２に入力された受信信号を選択し、選択した受信信号を、例えば所定周波数帯域の無線通信を行う無線通信回路に高周波受信信号（ＲＦ信号）として供給する。

また上記ダイバーシティ切替信号発生回路１６より生成されたダイバーシティ切替信号（ＣＳ１）はアンテナ切り換え制御回路２０に供給される。

アンテナ切り換え制御回路２０は、上記ダイバーシティ切替スイッチ１７から生成されたダイバーシティ切替信号（ＣＳ１）をもとにスイッチ切り換え信号（ＣＳ２，ＣＳ３）を生成し、当該スイッチ切り換え信号（ＣＳ２，ＣＳ３）により上記アンテナ装置３０に設けられたアンテナ切換えスイッチ（ＳＷ１，ＳＷ２）３１，３３、およびアンテナ装置４０に設けられたアンテナ切換えスイッチ（ＳＷ３，ＳＷ４）４１，４３を切り換え制御する。

このアンテナの切り換え制御により、受信品質の高いアンテナ構成を維持し、受信品質の低いアンテナ構成を切り換える。このアンテナ構成の切り換えは、アンテナ切換えスイッチ（ＳＷ１，ＳＷ２）３１，３３の連動切り換え、若しくはアンテナ切換えスイッチ（ＳＷ３，ＳＷ４）４１，４３の連動切替により実現される。この際のスイッチ切り換え制御によるダイバーシティアンテナ切換え動作については図７に示すフローチャートを参照して後述する。

上記図１に示す構成のダイバーシティアンテナ機構をポータブルコンピュータ等の携帯型情報機器に実装した実装例を図２に示している。

情報機器としてのポータブルコンピュータは、コンピュータ本体１と、このコンピュータ本体１にヒンジ部２を介して回動可能に設けられた表示部筐体３とを有して構成される。コンピュータ本体１にはＣＰＵ、メモリ等を搭載したコンピュータ基板が実装されるとともに、上記図１に示した無線モジュール１０およびアンテナ切り換え制御回路２０が実装される。また上記表示部筐体３にはＬＣＤ等の表示デバイス４が実装されるとともに、枢支部（ヒンジ部２）に対向する自由端側に、左右に離間してアンテナ装置３０とアンテナ装置４０とが実装される。このアンテナ装置３０，４０はそれぞれ信号ケーブル５０，６０を介して上記コンピュータ本体１に実装された無線モジュール１０の第１のアンテナ入力端１１および第２のアンテナ入力端１２に回路接続される。このようなアンテナ装置３０，４０の配置により、コンピュータ使用時に於いて、表示部筐体３がコンピュータ本体１上より開放され、その際、アンテナ装置３０，４０の各アンテナ（Ａ１，Ａ２、Ｂ１，Ｂ２）がともに放射特性の良好な位置に配される。

上記図１に示す構成のダイバーシティアンテナ機構に用いられるアンテナ装置３０，４０の構成例を図３に示している。ここではアンテナ装置３０、およびアンテナ装置４０を各々単一の基板（アンテナ基板）５で構成し、当該アンテナ基板５の表面の構成を図３（ａ）、裏面の構成を図３（ｂ）に示している。

アンテナ装置３０（４０）を構成するアンテナ基板５には、アンテナＡ１（Ｂ１）を構成するアンテナ素子６と、アンテナＡ２（Ｂ２）を構成するアンテナ素子７とが互いに干渉しないように、偏波特性若しくは指向特性を考慮して、例えば実装方向を９０°変えるなどの工夫を施し配置される。この各アンテナ素子６，７は、セラミックチップアンテナや逆Ｆアンテナ等、いずれのアンテナ素子を用いてもよい。またアンテナ装置３０（４０）を構成するアンテナ基板５はガラスエポキシ基板、セラミック基板、ＦＰＣ基板等のいずれの基板を用いてもよい。アンテナＡ１（Ｂ１）を構成するアンテナ素子６と、アンテナＡ２（Ｂ２）を構成するアンテナ素子７はそれぞれ、混合器３２（４２）を構成するチップ８に回路接続され、その出力端（合成出力端）が信号ケーブル５０（６０）を接続する接栓９に回路接続される。

上記アンテナ基板５に実装された各アンテナ素子６，７の放射特性（利得特性）を図４（ａ），（ｂ）、および図５（ａ），（ｂ）に示している。アンテナ素子６は、図４（ａ），（ｂ）に示すように、Ｘ−Ｙ平面内で水平偏波成分に対して利得が高い特性となる。一方、アンテナ素子７は、図５（ａ），（ｂ）に示すように、Ｘ−Ｙ平面内で垂直偏波成分に対して利得が高い特性となる。

上記アンテナ基板５に実装されたチップ８により構成される混合器３２（４２）の合成出力特性（利得特性）を図６（ａ），（ｂ）に示している。アンテナＡ１（Ｂ１）とアンテナＡ２（Ｂ２）の利得を合成すると、それぞれ混合器の損失約３ｄＢ低下した利得特性となり、水平偏波と垂直偏波の双方の電波を受信できる特性となる。

上記図１に示す構成のダイバーシティアンテナ機構のアンテナ切換え制御手順を図７に示している。
ここで図７に示すフローチャートを参照して、図１に示す構成のダイバーシティアンテナ機構のアンテナ切換え動作について説明する。尚、ここでは、レベル比較回路１５の比較に於いて、受信信号が予め設定したエラービットレート以下であるとき、その受信信号を比較の対象となる有効な信号として扱うものとする。すなわち、ここでは、受信信号が予め設定したエラービットレートを超えるとき、受信レベルを０レベルとして比較を行うものとする。さらに、ここでは、混合器（ＭＸ１）３２より出力される合成受信信号のレベルをＲ_{Ａ１＋Ａ２}、アンテナＢ２の受信レベルをＲ_Ｂ２とする。

この図７に示す処理は、先ず初期処理として、アンテナ切換えスイッチ（ＳＷ１，ＳＷ２）３１，３３を図１に示す切り換え状態にする。即ち、アンテナ装置３０は、アンテナＡ２の受信信号をアンテナ切換えスイッチ（ＳＷ１）３１を介して混合器（ＭＸ１）３２に供給し、混合器（ＭＸ１）３２の合成出力信号をアンテナ切換えスイッチ（ＳＷ２）３３および信号ケーブル５０を介して無線モジュール１０の第１のアンテナ入力端１１に供給している状態にある。一方、アンテナ装置４０は、アンテナＢ２の受信信号をアンテナ切換えスイッチ（ＳＷ３）４１、およびアンテナ切換えスイッチ（ＳＷ４）４３を介して無線モジュール１０の第２のアンテナ入力端１２に供給している状態にある（ステップＳ１）。

これによって無線モジュール１０の第１のアンテナ入力端１１には、アンテナＡ１の受信信号とアンテナ切換えスイッチ（ＳＷ１）３１を介したアンテナＡ２の受信信号とを混合器（ＭＸ１）３２で合成した合成受信信号が入力され、無線モジュール１０の第２のアンテナ入力端１２には、アンテナＢ２の受信信号が入力された状態にある。

無線モジュール１０に於いて、第１のアンテナ入力端１１に入力されたアンテナＡ１，Ａ２の合成受信信号と、第２のアンテナ入力端１２に入力されたアンテナＢ２の受信信号は、それぞれ第１、第２の受信回路１３，１４で検波（復調）された後、レベル比較回路１５に供給され、受信品質が比較される。ここでは上述したように、受信信号が予め設定したエラービットレートを超えるとき、の受信レベルを０レベルと見做してレベル比較回路１５がレベルの比較を行い、レベルの大きい信号を受信品質の高い信号として判定する（ステップＳ２）。

上記レベル比較回路１５に於ける受信信号レベルの比較（ステップＳ２）に於いて、第１のアンテナ入力端１１に入力されたアンテナＡ１，Ａ２の合成受信信号の信号レベルが、第２のアンテナ入力端１２に入力されたアンテナＢ２の受信信号の信号レベルより大きい（若しくは等しい）ときは（Ｒ_{Ａ１＋Ａ２}≧Ｒ_Ｂ２）、その判定に従い、ダイバーシティ切替信号発生回路１６から出力されたダイバーシティ切替信号（ＣＳ１）により、ダイバーシティ切替スイッチ１７が第１のアンテナ入力端１１に入力されたアンテナＡ１，Ａ２の合成受信信号を選択する（ステップＳ３）。

さらに、上記ダイバーシティ切替信号（ＣＳ１）をもとに、アンテナ切り換え制御回路２０がスイッチ切り換え信号（ＣＳ３）によりアンテナ装置４０に設けられたアンテナ切換えスイッチ（ＳＷ３，ＳＷ４）４１，４３を切り換え制御して、アンテナＢ２の受信信号をアンテナ切換えスイッチ（ＳＷ３）４１を介して混合器（ＭＸ２）４２に供給し、混合器（ＭＸ２）４２の合成出力信号をアンテナ切換えスイッチ（ＳＷ４）４３および信号ケーブル５０を介して無線モジュール１０の第２のアンテナ入力端１２に供給する（ステップＳ４）。

この状態で、レベル比較回路１５が第１のアンテナ入力端１１に入力されたアンテナＡ１，Ａ２の合成受信信号と、第２のアンテナ入力端１２に入力されたアンテナＢ１，Ｂ２の合成受信信号との信号レベルを比較し、信号レベルの大きい合成受信信号を判定する（ステップＳ７）。

このレベル比較に於いて、第１のアンテナ入力端１１に入力されたアンテナＡ１，Ａ２の合成受信信号レベルが、第２のアンテナ入力端１２に入力されたアンテナＢ１，Ｂ２の合成受信信号レベルより大きい（若しくは等しい）ときは（Ｒ_{Ａ１＋Ａ２}≧Ｒ_{Ｂ１＋Ｂ２}）、ダイバーシティ切替信号発生回路１６のダイバーシティ切替信号（ＣＳ１）に従いダイバーシティ切替スイッチ１７が第１のアンテナ入力端１１に入力されたアンテナＡ１，Ａ２の合成受信信号を選択する。すなわち、この際は、アンテナＡ１，Ａ２の合成受信信号が継続して選択されている（ステップＳ８）。

さらに、上記ダイバーシティ切替信号（ＣＳ１）をもとにアンテナ切り換え制御回路２０がスイッチ切り換え信号（ＣＳ３）によりアンテナ装置４０に設けられたアンテナ切換えスイッチ（ＳＷ３，ＳＷ４）４１，４３を切り換え制御して、アンテナＢ２の受信信号をアンテナ切換えスイッチ（ＳＷ３）４１、およびアンテナ切換えスイッチ（ＳＷ４）４３を介して無線モジュール１０の第２のアンテナ入力端１２に供給する（ステップＳ９）。

そして、再びレベル比較回路１５が、第１のアンテナ入力端１１に入力されたアンテナＡ１，Ａ２の合成受信信号と、第２のアンテナ入力端１２に入力されたアンテナＢ２の受信信号との信号レベルを比較する（ステップＳ２）。

このように、アンテナＡ１，Ａ２の合成受信信号レベルが、第２のアンテナ入力端１２に入力されたアンテナＢ１，Ｂ２の合成受信信号レベル、およびアンテナＢ２の受信信号レベルより大きい（若しくは等しい）ときは、アンテナＡ１，Ａ２の合成受信信号が継続して選択される（ステップＳ２〜Ｓ４，Ｓ７〜Ｓ９，Ｓ２…）。

また、第１のアンテナ入力端１１に入力されたアンテナＡ１，Ａ２の合成受信信号と、第２のアンテナ入力端１２に入力されたアンテナＢ２の受信信号との信号レベルの比較（ステップＳ２）に於いて、アンテナＡ１，Ａ２の合成受信信号レベルが、第２のアンテナ入力端１２に入力されたアンテナＢ２の受信信号レベルより小さいときは（Ｒ_{Ａ１＋Ａ２}＜Ｒ_Ｂ２）、その判定に従い、ダイバーシティ切替信号発生回路１６から出力されたダイバーシティ切替信号（ＣＳ１）により、ダイバーシティ切替スイッチ１７第２のアンテナ入力端１２に入力されたアンテナＢ２の受信信号を選択する（ステップＳ５）。

さらに、上記ダイバーシティ切替信号（ＣＳ１）をもとに、アンテナ切り換え制御回路２０がスイッチ切り換え信号（ＣＳ２）によりアンテナ装置３０に設けられたアンテナ切換えスイッチ（ＳＷ１，ＳＷ２）３１，３３を切り換え制御して、アンテナＡ２の受信信号をアンテナ切換えスイッチ（ＳＷ１）３１、およびアンテナ切換えスイッチ（ＳＷ２）３３を介して無線モジュール１０の第１のアンテナ入力端１１に供給する（ステップＳ６）。

この状態で、レベル比較回路１５が第１のアンテナ入力端１１に入力されたアンテナＡ２の受信信号と、第２のアンテナ入力端１２に入力されたアンテナＢ２の受信信号との信号レベルを比較し、信号レベルの大きい受信信号を判定する（ステップＳ１２）。

このレベル比較に於いて、第２のアンテナ入力端１２に入力されたアンテナＢ２の受信信号レベルが第１のアンテナ入力端１１に入力されたアンテナＡ２の受信信号レベルより大きいときは（Ｒ_Ａ２＜Ｒ_Ｂ２）、ダイバーシティ切替信号発生回路１６のダイバーシティ切替信号（ＣＳ１）に従いダイバーシティ切替スイッチ１７が第２のアンテナ入力端１２に入力されたアンテナＢ２の受信信号を選択する（ステップＳ１５）。

さらに、上記ダイバーシティ切替信号（ＣＳ１）をもとに、アンテナ切り換え制御回路２０がスイッチ切り換え信号（ＣＳ２）によりアンテナ装置３０に設けられたアンテナ切換えスイッチ（ＳＷ１，ＳＷ２）３１，３３を切り換え制御して、アンテナＡ２の受信信号をアンテナ切換えスイッチ（ＳＷ１）３１を介して、混合器（ＭＸ１）３２に供給し、混合器（ＭＸ１）３２の合成出力信号をアンテナ切換えスイッチ（ＳＷ２）３３および信号ケーブル５０を介して無線モジュール１０の第１のアンテナ入力端１１に供給する（ステップＳ１６）。

このように、第２のアンテナ入力端１２に入力されたアンテナＢ２の受信信号レベルが、アンテナＡ１，Ａ２の合成受信信号レベル、およびアンテナＡ２の受信信号レベルより大きいときは、アンテナＢ２の受信信号が継続して選択される（ステップＳ２，Ｓ５〜Ｓ６，Ｓ１２、Ｓ１５〜Ｓ１６，Ｓ２…）。

また、上記レベル比較回路１５による、第１のアンテナ入力端１１に入力されたアンテナＡ１，Ａ２の合成受信信号と、第２のアンテナ入力端１２に入力されたアンテナＢ１，Ｂ２の合成受信信号との信号レベルの比較（ステップＳ７）に於いて、第２のアンテナ入力端１２に入力されたアンテナＢ１，Ｂ２の合成受信信号レベルが第１のアンテナ入力端１１に入力されたアンテナＡ１，Ａ２の合成受信信号レベルより大きいときは（Ｒ_{Ａ１＋Ａ２}＜Ｒ_{Ｂ１＋Ｂ２}）、ダイバーシティ切替信号発生回路１６のダイバーシティ切替信号（ＣＳ１）に従いダイバーシティ切替スイッチ１７が第２のアンテナ入力端１２に入力されたアンテナＢ１，Ｂ２の合成受信信号を選択する（ステップＳ１０）。

さらに、上記ダイバーシティ切替信号（ＣＳ１）をもとにアンテナ切り換え制御回路２０がスイッチ切り換え信号（ＣＳ２）によりアンテナ装置３０に設けられたアンテナ切換えスイッチ（ＳＷ１，ＳＷ２）３１，３３を切り換え制御して、アンテナＡ２の受信信号をアンテナ切換えスイッチ（ＳＷ１）３１、およびアンテナ切換えスイッチ（ＳＷ２）３３を介して無線モジュール１０の第１のアンテナ入力端１１に供給する（ステップＳ１１）。

この状態で、レベル比較回路１５が第１のアンテナ入力端１１に入力されたアンテナＡ２の受信信号と、第２のアンテナ入力端１２に入力されたアンテナＢ１，Ｂ２の合成受信信号との信号レベルを比較し、信号レベルの大きい受信信号を判定する（ステップＳ２１）。

このレベル比較に於いて、第２のアンテナ入力端１２に入力されたアンテナＢ１，Ｂ２の受信信号レベルが第１のアンテナ入力端１１に入力されたアンテナＡ２の受信信号レベルより大きいときは（Ｒ_Ａ２＜Ｒ_{Ｂ１＋Ｂ２}）、ダイバーシティ切替信号発生回路１６のダイバーシティ切替信号（ＣＳ１）に従いダイバーシティ切替スイッチ１７が第２のアンテナ入力端１２に入力されたアンテナＢ１，Ｂ２の受信信号を選択する（ステップＳ２４）。

さらに、上記ダイバーシティ切替信号（ＣＳ１）をもとに、アンテナ切り換え制御回路２０がスイッチ切り換え信号（ＣＳ２）によりアンテナ装置３０に設けられたアンテナ切換えスイッチ（ＳＷ１，ＳＷ２）３１，３３を切り換え制御して、アンテナＡ２の受信信号をアンテナ切換えスイッチ（ＳＷ１）３１を介して、混合器（ＭＸ１）３２に供給し、混合器（ＭＸ１）３２の合成出力信号をアンテナ切換えスイッチ（ＳＷ２）３３および信号ケーブル５０を介して無線モジュール１０の第１のアンテナ入力端１１に供給する（ステップＳ２５）。

そして、再びレベル比較回路１５が、第１のアンテナ入力端１１に入力されたアンテナＡ１，Ａ２の合成受信信号と、第２のアンテナ入力端１２に入力されたアンテナＢ１，Ｂ２の合成受信信号との信号レベルを比較する（ステップＳ７）。

このように、第２のアンテナ入力端１２に入力されたアンテナＢ１，Ｂ２の受信信号レベルが、アンテナＡ２の受信信号レベル、およびアンテナＡ１，Ａ２の合成受信信号レベルより大きいときは、アンテナＢ１，Ｂ２の受信信号が継続して選択される（ステップＳ７，Ｓ１０〜Ｓ１１，Ｓ２１、Ｓ２４〜Ｓ２５，Ｓ７…）。

また、上記レベル比較回路１５による、第１のアンテナ入力端１１に入力されたアンテナＡ２の受信信号と、第２のアンテナ入力端１２に入力されたアンテナＢ２の受信信号との信号レベルの比較（ステップＳ１２）に於いて、第１のアンテナ入力端１１に入力されたアンテナＡ２の受信信号レベルが第２のアンテナ入力端１２に入力されたアンテナＢ２の受信信号レベルより大きい（若しくは等しい）ときは（Ｒ_Ａ２≧Ｒ_Ｂ２）、ダイバーシティ切替信号発生回路１６のダイバーシティ切替信号（ＣＳ１）に従いダイバーシティ切替スイッチ１７が第１のアンテナ入力端１１に入力されたアンテナＡ２の受信信号を選択する（ステップＳ１３）。

さらに、上記ダイバーシティ切替信号（ＣＳ１）をもとに、アンテナ切り換え制御回路２０がスイッチ切り換え信号（ＣＳ２）によりアンテナ装置４０に設けられたアンテナ切換えスイッチ（ＳＷ３，ＳＷ４）４１，４３を切り換え制御して、アンテナＢ２の受信信号をアンテナ切換えスイッチ（ＳＷ３）４１を介して、混合器（ＭＸ２）４２に供給し、混合器（ＭＸ２）４２の合成出力信号をアンテナ切換えスイッチ（ＳＷ４）４３および信号ケーブル６０を介して無線モジュール１０の第２のアンテナ入力端１２に供給する（ステップＳ１４）。

このレベル比較に於いて、第１のアンテナ入力端１１に入力されたアンテナＡ２の受信信号レベルが、第２のアンテナ入力端１２に入力されたアンテナＢ１，Ｂ２の合成受信信号レベルより大きい（若しくは等しい）ときは（Ｒ_Ａ２≧Ｒ_{Ｂ１＋Ｂ２}）、ダイバーシティ切替信号発生回路１６のダイバーシティ切替信号（ＣＳ１）に従いダイバーシティ切替スイッチ１７が第１のアンテナ入力端１１に入力されたアンテナＡ２の合成受信信号を選択する（ステップＳ２２）。

さらに、上記ダイバーシティ切替信号（ＣＳ１）をもとにアンテナ切り換え制御回路２０がスイッチ切り換え信号（ＣＳ３）によりアンテナ装置４０に設けられたアンテナ切換えスイッチ（ＳＷ３，ＳＷ４）４１，４３を切り換え制御して、アンテナＢ２の受信信号をアンテナ切換えスイッチ（ＳＷ３）４１、およびアンテナ切換えスイッチ（ＳＷ４）４３を介して無線モジュール１０の第２のアンテナ入力端１２に供給する（ステップＳ２３）。

そして、再び、レベル比較回路１５が第１のアンテナ入力端１１に入力されたアンテナＡ２の受信信号と、第２のアンテナ入力端１２に入力されたアンテナＢ２の受信信号との信号レベルを比較し、信号レベルの大きい受信信号を判定する（ステップＳ１２）。

このようなアンテナ切り換え制御で２アンテナの合成受信電力または１アンテナの受信電力を選択することにより、干渉やマルチパス、フェージングの状況に応じてアンテナ構成を変化させることが可能となる。

また、上記したアンテナ切換え制御には無線モジュール１０のダイバーシティ切替信号（ＣＳ１）を利用することで容易に実現できる。よって、既存の無線モジュールを有効に用いた簡単な回路構成により低コストで上記した干渉やマルチパス、フェージングの状況に応じてアンテナ構成を変化させることのできる受信特性に優れたダイバーシティアンテナシステムを実現することが可能である。

本発明の実施形態に係る無線通信機能を有する情報機器のダイバーシティアンテナ機構の要部の構成を示すブロック図。上記実施形態に於けるダイバーシティアンテナ機構をポータブルコンピュータ等の携帯型情報機器に実装したアンテナ配置例を示す図。上記実施形態に於けるダイバーシティアンテナ機構に用いられるアンテナ装置（アンテナ基板）の構成例を示す図。上記実施形態に於けるアンテナ基板に実装された各アンテナ素子の放射特性（利得特性）を示す図。上記実施形態に於けるアンテナ基板に実装された各アンテナ素子の放射特性（利得特性）を示す図。上記実施形態に於けるアンテナ基板に実装された混合器の合成出力特性（利得特性）を示す図。上記実施形態に於けるダイバーシティアンテナ機構のアンテナ切換え制御手順を示すフローチャート。

符号の説明

１…コンピュータ本体、２…ヒンジ部、３…表示部筐体、４…表示デバイス、５…アンテナ基板、１０…無線モジュール、１１…第１のアンテナ入力端、１２…第２のアンテナ入力端、１３…第１の受信回路、１４…第２の受信回路、１５…レベル比較回路、１６…ダイバーシティ切替信号発生回路、２０…アンテナ切り換え制御回路、３０，４０…アンテナ装置、３１，４１，３３，４３…アンテナ切換えスイッチ、３２，４２…混合器、５０，６０…信号ケーブル、Ａ１，Ａ２，Ｂ１，Ｂ２…アンテナ。

Claims

偏波特性若しくは指向性の異なる２つのアンテナと、前記２つのアンテナの合成受信信号若しくは前記２つのアンテナのうちのいずれか一方のアンテナの受信信号を切り替えて出力する切替回路とをそれぞれ具備する２組のアンテナ装置と、
前記２組のアンテナ装置の切替回路を切替制御してダイバーシティ方式のアンテナを構成するアンテナ切替制御手段と
を具備したことを特徴とする情報機器。
前記アンテナ切替制御手段は、
前記２組のアンテナ装置のうち、いずれか一方のアンテナ装置の合成受信信号と、他方のアンテナ装置のいずれか一方のアンテナの受信信号との受信品質を比較し、その比較結果をもとに前記２組のアンテナ装置の切替回路を切替制御する請求項１記載の情報機器。
前記アンテナ切替制御手段は、
前記受信品質を比較し、受信品質の高い受信信号を判定して、前記一方のアンテナ装置の合成受信信号の受信品質が高い判定をした際に、前記他方のアンテナ装置の切替回路を切替制御して当該切替回路から前記２つのアンテナの合成受信信号を出力し、前記２組のアンテナ装置の各合成受信信号の受信品質を比較して、その比較結果をもとに前記２組のアンテナ装置の切替回路を切替制御する請求項２記載の情報機器。
前記アンテナ切替制御手段は、
前記受信品質を比較し、受信品質の高い受信信号を判定して、前記他方のアンテナ装置の１つのアンテナの受信信号の受信品質が高い判定をした際に、前記一方のアンテナ装置の切替回路を切替制御して当該切替回路から１つのアンテナの受信信号を出力し、前記２組のアンテナ装置の各１つのアンテナの受信信号の受信品質を比較して、その比較結果をもとに前記２組のアンテナ装置の切替回路を切替制御する請求項３記載の情報機器。
前記アンテナ切替制御手段は、ダイバーシティ切換え信号の出力機能をもつ無線モジュールから、ダイバーシティ切換え信号を受けて、前記２組のアンテナ装置の切替回路を切替制御する請求項１記載の情報機器。
前記アンテナ装置は、前記偏波特性若しくは指向性の異なる２つのアンテナの受信信号を入力し合成する混合器と、前記アンテナ切替制御手段により切替制御される２回路の連動スイッチとを具備し、前記連動スイッチの切替制御により、前記２つのアンテナの合成受信信号、若しくは前記２つのアンテナのうちのいずれか一方のアンテナの受信信号を出力する請求項１記載の情報機器。
前記２組のアンテナ装置を各組毎にモジュール化し、モジュール化された前記２組のアンテナ装置と前記各組のアンテナをそれぞれ所定距離離間して配した請求項６記載の情報機器。
偏波特性若しくは指向性の異なる２つのアンテナと、前記２つのアンテナの合成受信信号若しくは前記２つのアンテナのうちのいずれか一方のアンテナの受信信号を切り替えて出力する切替回路とをそれぞれ具備する２組のアンテナ装置を用いてダイバーシティアンテナを構成するダイバーシティアンテナの制御方法であって、
前記２組のアンテナ装置の切替回路を前記２組のアンテナ装置の前記各受信信号をもとに切替制御して前記２組のアンテナ装置のアンテナによりダイバーシティ方式のアンテナを構成することを特徴とするダイバーシティアンテナ制御方法。
前記切替制御は、前記２組のアンテナ装置のうち、いずれか一方のアンテナ装置の合成受信信号と、他方のアンテナ装置のいずれか一方のアンテナの受信信号との受信品質を比較し、その比較結果をもとに前記２組のアンテナ装置の切替回路を切替制御する請求項８記載のダイバーシティアンテナ制御方法。
前記切替制御は、前記受信品質を比較し、受信品質の高い受信信号を判定して、前記一方のアンテナ装置の合成受信信号の受信品質が高い判定をした際に、前記他方のアンテナ装置の切替回路を切替制御して当該切替回路から前記２つのアンテナの合成受信信号を出力し、前記２組のアンテナ装置の各合成受信信号の受信品質を比較して、その比較結果をもとに前記２組のアンテナ装置の切替回路を切替制御するステップを含む請求項９記載のダイバーシティアンテナ制御方法。
前記切替制御は、前記受信品質を比較し、受信品質の高い受信信号を判定して、前記他方のアンテナ装置の１つのアンテナの受信信号の受信品質が高い判定をした際に、前記一方のアンテナ装置の切替回路を切替制御して当該切替回路から１つのアンテナの受信信号を出力し、前記２組のアンテナ装置の各１つのアンテナの受信信号の受信品質を比較して、その比較結果をもとに前記２組のアンテナ装置の切替回路を切替制御するステップを含む請求項１０記載のダイバーシティアンテナ制御方法。