JP2007535863A - 移動端末のための選択的従事アンテナ整合 - Google Patents

Abstract

移動端末のための選択的従事アンテナ整合。アンテナ整合は、移動端末の可動カバー（２０４）あるいはクラムシェル部分が開いているか閉じているかにより、必要に応じて従事、解放、あるいは切り換えることができる。スイッチ（２１４）は、ある場合には単一の整合ネットワーク（２１６）を放射素子（２１０）に接続し、他の場合には単一の整合ネットワークと放射素子を切断することができる。また、スイッチは、１つの整合状態を達成するために１つの整合ネットワークを放射素子に接続し、他の整合状態を達成するために他の整合ネットワークを放射素子に接続することができる。他の実施例において、交換可能整合配置は、アンテナの信号および／あるいは接地送信点を変えることができる。本技術は、平面、固定外部、あるいは折りたたみ式アンテナに適用することができる。

Description

（背景技術）
“クラムシェル”および“フリップ”型の携帯あるいは無線電話は、近年においてますます一般的になってきている。このような設計は、アンテナ設計の分野において独自の課題を提示することがある。“フリップ”カバーの性質および使用されている特定のアンテナ構成によって、フリップ・カバーの位置は、アンテナ・システムの性能および整合特性に重大な影響を及ぼすことがある。例えば、移動端末のシャーシによって提示される電気的グランドプレーンは、フリップ・カバーが閉じた位置から開いた位置に動かされた場合、ほぼ２倍になることがある。蝶番を通した電気的接続は、フリップ・カバーが開いている場合、アンテナへの結合を増大させるかもしれない。アンテナ・システムおよびそのインタフェースは、１つの構成のために最適化することができる。しかし、他の構成に変更することは、しばしばアンテナの電圧定在波比（ＶＳＷＲ）の劣化を伴うことがある。このような劣化は劣悪な性能という結果となり、実際、いくつかのマルチ・バンド・アンテナ・システムにとっては容認することができないかもしれない。

ある場合には、設計者は、１つの位置、例えばほとんどの人が音声通信のために電話を操作する開いた位置、が最も重要であると想定する。従って、アンテナ・システムは、クラムシェルあるいはフリップ・カバー電話がその位置にある場合に最も性能が良くなるように整合される。残念なことに、同じ整合回路および／あるいは送信システムは、他の操作位置においてはかなり性能が劣化するという結果になることがある。図１は、この状況を示している。図１は、解りやすくするために図１Ａおよび１Ｂに分けられている。図１は、２帯域アンテナを有する例示的移動端末のＶＳＷＲ曲線１００を示している。ＶＳＷＲは、垂直軸１０２上に表示され、周波数は水平軸１０４上に表示されている。問題となっている移動端末は、周波数帯域Ａおよび周波数帯域Ｂにおいて動作し、双方とも水平軸１０４上で示されている。この例における性能考慮は、関与周波数範囲に対して２．５対１より小さいＶＳＷＲが維持されるよう要求している。容易に解るように、ＶＳＷＲ曲線１００は、周波数帯域ＡおよびＢの中央近くで発生する最小ＶＳＷＲ点１０６および１０８を有する。同様に解るように、図１Ａのグラフにおける線１１０の下にあるＶＳＷＲ曲線の部分によって示されるように、周波数帯域ＡおよびＢの全体的動作範囲を通して、ＶＳＷＲは実質的に２．５対１の目標より下に留まっている。図１Ａは、そのフリップ・カバーが１つの位置にある移動端末に対するＶＳＷＲを示している。

図１Ｂは、同じ参照番号から解るように、図１Ａにおいて示されるのと同じ軸上に表示されたＶＳＷＲ曲線１２０を示している。図１Ｂは、そのフリップ・カバーが他の位置にある場合の同じ移動端末に対するＶＳＷＲグラフを示している。帯域Ａにおいて達成される最小ＶＳＷＲは、点１２２において示されるように、約６．１対１である。周波数帯域Ｂにおいて達成される最小ＶＳＷＲは、点１２４において示されるように、２．５：１よりわずかに上である。この例においてアンテナ性能は、移動端末のフリップ・カバーが他の位置に動かされた場合にかなり劣化する。

（発明の開示）
本発明は、実施例に開示されるように、移動端末の可動カバーあるいはクラムシェル部分が開いているか閉じているかによって、必要に応じて従事あるいは解放することができる、多重、交換可能アンテナ整合配置を提供する。従って、開いた位置あるいは閉じた位置の双方における移動電話機に対して、一定のアンテナ性能特性が達成される。その結果、より汎用性の高い機器が得られる。例えば、ユーザが、彼あるいは彼女の顔に保持された開いた電話で会話していても、あるいは、“スピーカ電話”、“プッシュ・ツー・トーク（ＰＴＴ）”あるいは“ハンドフリー”モードにおいて閉じた電話で会話していても、良好な性能および受信の質を達成することができる。本発明の実施例は、多様な様式の電話および多様な型のアンテナに適用することができる。可動カバーは、フリップ・カバー、クラムシェル型、回転カバー、スライディング・カバー、あるいは、少なくとも２つの位置あるいは状態がある任意の他の型のカバーであることができる。

いくつかの実施例において、可動カバーを有する移動端末のためのアンテナ・システムは、アンテナ・システムを移動端末に接続するための無線周波数（ＲＦ）インタフェースと、少なくとも１つの放射素子から成るアンテナを含む。交換可能整合配置が、ＲＦインタフェースと放射素子との間に置かれている。ＲＦインタフェースは、電気的信号コンタクトおよび／あるいは電気的接地コンタクトを含むことができる。交換可能整合配置は、アンテナ・システムを、可動カバーが第１の位置にある場合には第１の整合状態に、可動カバーが第２の位置にある場合には第２の整合状態に切り換えるよう動作可能である。実施例において、１つの位置は開いた位置であり、他の位置は閉じた位置である。交換可能整合配置は、単一の整合ネットワークおよびスイッチから成ることができ、スイッチは、可動カバーの位置に応答して、１つの場合には単一の整合ネットワークを放射素子に接続し、他の場合には、放射素子に直接送信するために、単一の整合ネットワークと放射素子を切断する。また、交換可能整合配置は、２つの整合ネットワークから成ることができ、ここでスイッチは、可動カバーの位置に応答して、１つの整合状態を達成するために１つの整合ネットワークを放射素子に接続し、他の整合状態を達成するために他の整合ネットワークを放射素子に接続する。

他の実施例において、アンテナ・システムの交換可能整合配置は、放射素子のための２つの異なる送信点を含むことができる。このような実施例において、スイッチは、可動カバーの位置に応答して、ＲＦインタフェースを、１つの整合状態を達成するために送信点の１つに接続し、他の整合状態を達成するために他の送信点に接続する。アンテナ・システムが送信される方法における変更は、ＲＦインタフェースと放射素子との間のＲＦ接続および個別の接地を使用するアンテナと関わることができる。例えば接地は、可動カバーの位置が、接地が為されるか為されないかを要求するように、交換可能にすることができる。このような実施例は、例えば平面あるいはほぼ平面の反転Ｆアンテナと共に使用することができる。

本発明の実施例によるアンテナ・システムは、可動カバーが能動あるいは受動であるか、あるいはそれが“クラムシェル”、“フリップ”、あるいは“スライド”型であるかどうかに関わらず、可動カバーを含む任意の移動端末において使用することができる。このような移動端末は、通信信号を送受信するよう動作可能なトランシーバ構成要素を含み、トランシーバ構成要素の動作を制御し、また可動カバーの位置を決定する処理プラットフォームを含むことができる。このような移動端末において、アンテナ・システムは、可動カバーが１つの位置にある場合には第１の整合状態に切り換えられ、それから、可動カバーが他の位置にある場合には第２の整合状態に切り換えられる。従って、ユーザは、どちらの条件においても、アンテナ・システムを通して通信信号方式に従事することができ、良好なアンテナ性能を維持することができる。本発明の実施例は、延長し折りたたむことができる放射素子を有する移動端末にまで適用することができる。このような場合において、第１の整合状態および第２の整合状態は通常、放射素子が１つの位置、例えば延長された位置にある場合に達成される。交換可能整合配置はさらに、放射素子が他の位置、例えば折りたたまれた位置にある場合に、可動カバーの双方の位置をカバーするために第３および第４の整合状態を含むことができる。同様に、第１、第２、第３、および第４の整合配置を、送信および受信双方のモードにおける各カバーの位置に対して、および／あるいは異なる無線周波数帯に対して、選択的にアンテナを整合させるために適用することができる。このような交換可能整合配置は、変化する送信配置あるいは整合ネットワークのいずれかを伴う、先に記述した方法のいずれかにおいて達成することができる。

（発明を実施するための最良の方法）
本発明はここで、付随する図面を参照しながらより完全に説明される。付随する図面には、本発明の特定の実施例が示されている。しかし本発明は、多くの異なる形式において実現してもよく、ここでの特定の実施例に限定されるよう解釈されるべきではない。いくつかの図面においては、様々な構造の厚みは、例解のために強調されているかもしれず、あるいは、図面の他の面の解りやすさが実施例を理解するために重要である場合に、まったく示されないかもしれない。また、図面の描写を通して、同じ番号は同じ構成要素を示す。いくつかの実施例においては、しばしば“平面”反転Ｆアンテナと呼ばれる１つの型の内部アンテナが説明されている。少なくともいくつかの場合においては、このようなアンテナは、厳密には平面ではなく、文字Ｆに似ていないかもしれないことに留意されたい。しばしばこのようなアンテナは変形され、曲げられ、あるいは、それが収容されるハウジングに合わせるために他の方法で歪められている。上記にも関わらず、このようなアンテナはまだ、平面アンテナ、反転アンテナ、等と呼ばれるかもしれない。

この開示において、“上に”、“上部”、“下に”、“内部”、“外部”、等のような用語を使用して、図面および記述が参照されるかもしれないことに留意されたい。これらの用語は単に利便性のために使用されるものであり、この開示の読み手の視点から示されるような特徴の相対的な位置付けをのみ示すものである。このような用語は、本発明の実際の物理的実施例における多様な構成要素の方向性あるいは位置付けに、どんな制限も課すよう意味するものではない。

本説明において使用される用語のいくつかが最初から理解されていれば、読み手にとって役に立つかもしれない。他の用語は、最初に使用された時に定義されるか、あるいはこの分野における通常の意味を持つと想定されるべきである。用語“インタフェース”および、例えば用語“ＲＦインタフェース”と共に使用されるような類似する用語は、その最も広い、一般的な意味を意味する。インタフェースは単に、移動端末あるいはアンテナ・システムの２つの異なる部分あるいは段の間の電気的接続であってもよい。また、インタフェースは、２つのシステムが意図された機能を実行するために互いに通信するようにする、多様な構成要素および回路を含んでもよい。インタフェースは、ＲＦ信号および／あるいは接地コンタクトを含むことができる。用語“交換可能整合配置”は、１つのアンテナ素子あるいは複数のアンテナ素子の、移動端末あるいは装置の内部システムへの接続に対する、任意のそして全ての代替物を含むよう意図されている。交換可能整合配置は、単にアンテナ素子への給電点あるいは接続を変更するスイッチを含んでもよい。また、交換可能整合配置は、１つの整合ネットワークあるいは多重整合ネットワークを含んでもよい。交換可能整合配置において使用されるスイッチは、単一の物理的スイッチである必要はない。交換は、ソフトウェア、プログラマブル・マイクロプロセッサあるいは類似する装置、複数のスイッチ、１つの機械リレーあるいは複数の機械リレー、１つあるいは複数のソリッド・ステート・リレーあるいは他の半導体素子、あるいは任意の他の既知の交換技術を介して達成されてもよい。

本発明のいくつかの実施例は、“整合ネットワーク”あるいは用語“整合”を使用する類似する用語を参照して記述される。このような用語は、設計の複雑さに関わらず、任意の整合回路あるいは構成要素を含むよう意図されている。例えば、最も一般的な整合ネットワークはコンデンサおよび誘導器から成り、１つはＲＦインタフェースとアンテナとの間に直列に置かれ、他方は並列に置かれる。このような整合ネットワークは、各々がコンデンサおよび誘導器、あるいは２つの組み合わせを含む、複数の段を有することができる。このような整合ネットワークにおいては、構成要素の値は、放射素子の特定の構成あるいはアンテナと共に使用される放射素子の型を考慮して、整合状態を達成するために調整される。このような整合ネットワークあるいは回路はこの分野では周知であり、詳細には説明されない。しかし、用語“整合ネットワーク”は、ディジタル信号処理あるいは類似する技術に頼るかもしれない能動型を含む、より複雑な回路を含むよう意図されている。

用語“アンテナ・システム”および“アンテナ”、同様に、“アンテナ素子”あるいは“放射素子”は、一般に以下のように使用される。アンテナ・システムは、その最も広い意味において使用され、交換、整合、接続、アンテナ素子、および他のインタフェース構成要素を含むことができる。整合ネットワークは、ＲＦ信号および／あるいは接地コンタクトに適用することができる。アンテナは一般に、１つの物理的放射素子あるいは複数の物理的放射素子および、これらを取り付けこれらに送信するのに必要な接続およびサポートであると考えることができる。ここで使用される放射素子は、ＲＦエネルギを放射および拾い上げる物理的なしばしば金属の部分を含むよう解釈することができる。用語“放射”素子あるいは同等の用語は、このようなアンテナ素子あるいはアンテナ・システムは送信するだけであると暗示するよう意味するものではない。本開示の状況において使用されるように、放射素子は、信号の送信および受信の双方を行う。

図２は、本発明の１つの実施例の物理的特性および動作方法を示す概要図である。図２Ａは、移動端末のフリップ・カバーが第１の位置にある場合の動作を示し、図２Ｂは、移動端末のフリップ・カバーが第２の位置にある場合の動作を示す。この例において、第１の位置は移動端末が開いている場合に対応し、第２の位置は移動端末が閉じている場合に対応する。フリップ・カバーの位置と、交換可能整合配置に対する第１および第２の整合状態との間の対応は、恣意的例のみであることが理解されるであろう。また、図２および他の図面のいくつかにおいて示される特定の型の移動端末は、“クラムシェル”型の移動端末であることに留意されたい。このような移動端末は通常、人が端末を使用している時に従来の電話のように耳を覆う、能動フリップ・カバーを含む。ここでも、このことは例示に過ぎず、本発明は、他の型および構造のフリップ・カバーを有する他の型の端末に適用することができる。

図２に示されるアンテナ・システム２００は、ＲＦインタフェース２０２を含む。携帯電話型の移動端末２０３の概略図が、ＲＦインタフェース内に示されている。この図は、アイコンとして機能することを意味している。移動電話が開いた位置において示されている場合、ＲＦインタフェースは、移動端末が開いた位置にある状態でアンテナに送信している。同様に、移動端末が閉じた位置において示されている場合、ＲＦインタフェース２０２は、移動端末が閉じた位置にある状態でアンテナに給電している。図２に示される特定の移動端末は、フリップ・カバー２０４、蝶番２０６、およびケース２０８を含む。移動端末は、図２、３、４、および５の残りの説明のためにさらに詳しく説明されることはない。

図２のアンテナ・システム２００は、放射素子２１０および、ＲＦインタフェース２０２と放射素子２１０との間に置かれた交換可能整合配置２１２を有する、アンテナ２０９を含む。交換可能整合配置２１２は、スイッチ２１４および整合ネットワーク２１６を含む。放射素子２１０を含むアンテナ・システムは、移動端末２０３が開いた位置にある場合に、整合ネットワーク２１６無しで、ＲＦインタフェース２０２を通して電話トランシーバに整合するよう設計されている。見て解るように、この場合、スイッチ２１４はアンテナ・システムに直接給電する。典型的な実施例において、移動端末内の処理プラットフォームが、フリップ・カバー２０４の位置を決定する。スイッチ２１２はそれから、フリップ・カバーが開いている場合、アンテナ・システムを第１の整合状態に切り換える。図２Ａの例において、この第１の整合状態は、整合ネットワーク２１６無しで接続されているということである。図２Ｂの例において、移動端末２０３に対するフリップ・カバーは閉じた位置にあるという決定がなされる。整合ネットワーク２１６は、フリップ・カバーが閉じた状態で、アンテナ２０９に対するより良い整合を提供するよう設計されている。従って、図２Ｂにおいて、スイッチ２１４は、整合ネットワーク２１６が今はアンテナと直列に置かれるように、位置を変えている。従って、図２Ｂは、移動端末の閉じた構成に対しより適切な、第２の整合状態を示す。図２の配置のような配置であれば、フリップ・カバーの開いたあるいは閉じた位置に関わらず、放射素子２１０に関して良好な性能が達成される。

図３は、本発明の他の実施例を示している。図３は図２と類似しているので、いくつかの詳細をさらに説明することはしない。図３もまた、フリップ・カバーが２つの異なる位置にある状態において、そして２つの位置に対応する第１および第２の整合状態において、移動端末がどのように動作するかを示すために、図３Ａと３Ｂに分けられている。ここでも、ＲＦインタフェース３０２は、アンテナ３０９の放射素子３１０に最終的に接続している。図３Ａにおいて、移動端末３０３は開いた位置にある。このような状況において、アンテナ・システム３００の交換配置３１２は、整合ネットワークＡ３１８を、スイッチ３１４を介してアンテナに接続する。図３Ｂを見ると、移動端末３０３がそのフリップ・カバーが閉じている場合、移動電話内の処理プラットフォームが、スイッチ３１４に、整合ネットワークＢ３１６をアンテナ３０９に接続させる。従って、図３の実施例において、アンテナ性能は、開いたおよび閉じた構成の双方に対して最適化することができる。

図４は、本発明のさらに他の実施例を示している。ここでも、アンテナ・システム４００は、図４Ａにおいて、移動端末４０３が開いていて、整合配置が第１の整合状態を作り出しているよう示され、図４Ｂにおいて、移動端末４０３が閉じていて、整合配置が第２の整合状態を作り出しているよう示されている。ＲＦインタフェース４０２およびスイッチ４１４は上記のように示されている。アンテナ４０９は、先の実施例におけるのと同様に、放射素子４１０を含む。しかし、この例において、交換可能整合配置４１２は、整合ネットワークを選択しない。その代わり、交換可能整合配置４１２は、移動端末が開いているかあるいは閉じているかにより、給電点４２０あるいは送信点４２２のいずれかにおいて、放射素子４１０に給電する。従って、この例において、アンテナ４０９は、複数の送信点を有する放射素子４１０を含むことができる。アンテナ・システム４００は、図４Ａにおいて、アンテナ素子４１０が第１の給電点４２０において送信されている第１の整合状態を達成し、図４Ｂにおいて、アンテナ素子４１０が第２の給電点４２２において給電されている第２の整合状態を達成する。上記のように、アンテナ素子の給電点の位置と、移動端末に対するフリップ・カバーの開いたそして閉じた位置との間の対応は、例示に過ぎない。

図５は、本発明の他の実施例を示している。図５の場合において、交換可能整合配置５１２はここでも、整合ネットワーク無しの交換を含んでいる。しかし、図５の場合そして任意の他の実施例の場合においては、整合ネットワークは、本発明の機能を達成するために、受動、選択可能な接続と組み合わせることができることに留意されたい。図５の場合において、アンテナ・システム５００は、フリップ・カバーが図５Ａに示されるような開いた位置あるいは図５Ｂに示されるような閉じた位置のいずれにある状態でも、移動端末５０３のトランシーバ構成要素から信号を送信する、ＲＦインタフェース５０２を含む。アンテナ５０９は、上記のように放射素子５１０を含む。しかし、図５の例において、特定の型のアンテナは、ＲＦ信号給電５２４および接地給電５２６の双方を含む。例えば、このようなアンテナは、先に説明したように、平面、反転Ｆアンテナ、あるいは他の型の反転平面アンテナであることができる。このような場合において、アンテナ５０９は、スイッチ５１４によって接続あるいは切断される、交換可能接地５３０を含むことができる。従って、図５Ａに示されるような第１の整合状態は、切断された状態の交換可能接地を含む。図５Ｂに示されるような第２の整合状態は、スイッチ５１４によって接地給電５２６に接続された交換可能接地を含む。いくつかの実施例において、図５の配置の効果は、接地が接続されている場合に平面反転Ｆアンテナ応答を生成し、図５Ａに示されるように接地が切断されている場合に、湾曲モノ・ポール応答を生成することでありうる。図５Ａにおけるアンテナ５０９の応答は、コンタクト点５２８を伴うモノ・ポールの応答である。交換可能接地５３０がスイッチ５１４において切断されている状態では、特定の設計により、アンテナの接地部分は、性能上ほとんど影響を持たないかもしれない。

残りの図面は、本発明の実施例のいくつかの例示的な物理的詳細を示している。図６は、格納式アンテナ素子、つまり、延長あるいは携帯電話のような移動端末の本体の中に折りたたむことができるアンテナ素子を使用する１つの実施例を示している。この型のアンテナ放射素子は、周知の符号分割多元接続（ＣＤＭＡ）規格を実現した移動電話において一般的である。図６は、移動端末６００を、簡略化した部分的に透視あるいは切り取った図において示している。大部分の内部構成要素は、解りやすくするために省略されている。このような移動端末は、アンテナ・アセンブリを含み、アンテナ・アセンブリは、折りたたみあるいは延長のいずれもできるが、その位置に関わらず、ＲＦインタフェースを通して移動端末内のトランシーバ構成要素に接続している。他の詳細はこの分野で知られているとおりであるという理解の下に、このことがどのようにして達成されるかのいくつかの詳細をここで説明する。移動端末６００は、アンテナ素子のための開口を有する外部ケース６０２を含む。開口は、装飾グロメット６０４によって囲まれている。アンテナ素子６１２は、保護キャップあるいは２次的らせん形発振子６１３を有する“ホイップ”アンテナである。格納式アンテナ・アセンブリは、放射素子６１２、導電管６１４、上部コンタクト・アセンブリ６７４、および下部コンタクト・アセンブリ６７６を含む。導電管６１４は、従来の方法で、接地ストラップあるいは導体６７２を通して、トランシーバ構成要素に対して接地電位において保持されている。

図６において、アンテナ素子６１２は、延長された位置において示されている。アンテナ素子６１４は、導電スリーブ６３６を含むコンタクトおよびガイド・アセンブリに動作可能に接続し、導電スリーブ６３６は、アンテナ素子の端に取り付けられている。絶縁スリーブ６３８は、導電スリーブ６３６の中央部分あたりにそれを覆って取り付けられている。その結果、導電スリーブの１つの部分は上部コンタクト面を形成し、導電スリーブの他の部分は、導電スリーブ６３６の反対の端において下部コンタクト面を形成する。図６の導電管６１４は、移動端末の下部においては閉じた端を、移動端末の上部においては開いた端を有する、細長い筒状の本体を含む。絶縁スリーブの外側の直径は、アンテナ・アセンブリが導電管６１４内を自由に滑ることができるように選択することができる。図から理解されるように、上部コンタクト・アセンブリ６７４は、アンテナ素子６１２が延長された位置にある時に、導電スリーブ６３６の上部コンタクト面に接触する。同様に、アンテナが折りたたまれている時、導電スリーブ６３６の下部部分はコンタクト・アセンブリ６７６と電気的に接触する。従って、図６におけるアンテナ・システムのアンテナ素子は、アンテナ素子が延長されたあるいは折りたたまれた状態にあるかどうかに関わらず、ＲＦインタフェースおよび続いて他のトランシーバ構成要素に接続する。従って、移動端末６００は、アンテナがいずれの位置にある場合でも、最適化された通信信号方式を提供することができる。しかし、アンテナ素子の整合特性は、アンテナ・アセンブリが延長されているかあるいは折りたたまれているかによって変化する。

この分野の技術者には、本発明の多様な実施例は、上記のようなアンテナ・システムを有する移動端末に適用することができることが理解されるであろう。例えば、導電管６１４は、放射素子の一部として扱うことができ、多様な給電点は、アンテナ・アセンブリが折りたたまれているかあるいは延長されているかによるだけでなく、可動カバーが開いているかあるいは閉じているかによっても適用することができる。加えて、１つの整合ネットワークあるいは２つの整合ネットワークは、アンテナ素子が異なる位置にあるかもしれないという事実を説明するために起こる任意の追加整合に先立ち、切り換えることができる。図６に示される特定の例におけるように、４つの整合ネットワークを提供することができる。第１の整合ネットワーク６８０はＡとラベルを付けられ、第２の整合ネットワーク６８２はＢとラベルを付けられ、第３の整合ネットワーク６８４はＣとラベルを付けられ、そして第４の整合ネットワーク６８６はＤとラベルを付けられている。４つの整合ネットワークは、スイッチ６９０および６９２と共に、本発明の１つの実施例による交換可能整合配置を形成する。スイッチ６９０は、可動カバーが開いたあるいは閉じた位置にあるかどうかによって、整合ネットワーク６８０あるいは整合ネットワーク６８２のいずれかを、延長されたアンテナ素子と直列に切り換えるよう動作可能である。スイッチ６９２は、アンテナ素子が折りたたまれている場合、そして可動カバーが閉じたあるいは開いた位置にあるかどうかに従い、整合ネットワーク６８４あるいは整合ネットワーク６８６のいずれかをアンテナ・システムに切り換えるよう動作可能である。従って、図６に示されるような折りたたみ式アンテナ・システムは、アンテナ・アセンブリが延長されているかあるいは折りたたまれているかどうかに整合されるのに加えて、可動カバーが開いているかあるいは閉じているかに適切に整合されることができる。

図７は、整合を格納式アンテナの異なる位置に拡張するために複数の整合ネットワークを使用する代わりに、送信（ＴＸ）および受信（ＲＸ）モードの双方に対して個別の整合を提供するために複数の整合ネットワークを使用することを除いて、図６に類似する、１つの実施例を示している。整合ネットワークは、各モードにおける開いたおよび閉じた状態の双方に対して提供される。図７は、移動端末の整合部分７００を示している。図示されていないが、図７におけるアンテナ・システムのアンテナ素子は、スイッチ７７９に接続している。スイッチ７７９は、移動端末のモードが、“ＴＸ”および“ＲＸ”凡例によって示されるような送信であるかあるいは受信であるかにより、示されるように、多様な整合配置への送信間で切り換わることができる。従って移動端末は、ＴＸおよびＲＸモードの双方において、最適化された通信信号方式を提供することができる。

この分野の技術者には、本発明の多様な実施例は、上記のようなアンテナ・システムを有する移動端末に適用することができることが理解されるであろう。例えば、１つの整合ネットワークあるいは２つの整合ネットワークは、端末が送信あるいは受信モードにあるという事実を説明するために起こる、任意の追加整合に先立ち、切り換えることができる。図７に示される特定の例におけるように、４つの整合ネットワークを提供することができる。第１のネットワーク７８０はＡとラベルを付けられ、第２の整合ネットワーク７８２はＢとラベルを付けられ、第３の整合ネットワーク７８４はＣとラベルを付けられ、そして第４の整合ネットワーク７８６はＤとラベルを付けられている。４つの整合ネットワークは、スイッチ７７９、７９０および７９２と共に、本発明の１つの実施例による交換可能整合配置を形成する。スイッチ７９０は、端末が送信モードにある場合に、可動カバーが開いたあるいは閉じた位置にあるかどうかによって、整合ネットワーク７８０あるいは整合ネットワーク７８２のいずれかをアンテナ素子と直列に切り換えるよう動作可能である。スイッチ７９２は、端末が受信モードにある場合に、可動カバーが閉じたあるいは開いた位置にあるかどうかに従い、整合ネットワーク７８４あるいは整合ネットワーク７８６のいずれかをアンテナ・システムに切り換えるよう動作可能である。従ってアンテナ・システムは、移動端末が送信あるいは受信モードにあるかどうかに整合されるのに加えて、可動カバーが開いているかあるいは閉じているかに適切に整合されることができる。

図８は、整合を格納式アンテナの異なる位置に拡張するために複数の整合ネットワークを使用する代わりに、低周波数帯および高周波数帯の双方に対して個別の整合を提供するために複数の整合ネットワークを使用することを除いて、図６および図７に類似する、１つの実施例を示す。整合ネットワークは、開いたおよび閉じた状態の双方および各帯域に対して提供される。図８は、移動端末の整合部分８００を示す。図示されていないが、図８におけるアンテナ・システムのアンテナ素子は、スイッチ８７９に接続している。スイッチ８７９は、図面の凡例によって示されるように、移動端末の動作帯域が高帯域であるかあるいは低帯域であるかによって、示されるように、多様な整合配置への送信間で切り換わることができる。従って、移動端末は、双方の帯域に対する最適化された通信信号方式を提供することができる。

この分野の技術者には、本発明の多様な実施例は、上記のようなアンテナ・システムを有する移動端末に適用することができることが理解されるであろう。例えば、１つの整合ネットワークあるいは２つの整合ネットワークは、端末が特定の帯域において動作しているために起こる、任意の追加整合に先立ち、切り換えることができる。図８に示される特定の例におけるように、４つの整合ネットワークを提供することができる。第１の整合ネットワーク８８０はＡとラベルを付けられ、第２の整合ネットワーク８８２はＢとラベルを付けられ、第３の整合ネットワーク８８４はＣとラベルを付けられ、そして第４の整合ネットワーク８８６はＤとラベルを付けられている。４つの整合ネットワークは、スイッチ８７９、８９０および８９２と共に、本発明の１つの実施例による交換可能整合配置を形成する。スイッチ８９０は、端末が低帯域において動作している時に、可動カバーが開いたあるいは閉じた位置にあるかどうかによって、整合ネットワーク８８０あるいは整合ネットワーク８８２のいずれかをアンテナ素子と直列に切り換えるよう動作可能である。スイッチ８９２は、端末が高帯域において動作している時に、可動カバーが閉じたあるいは開いた位置にあるかどうかに従い、整合ネットワーク８８４あるいは整合ネットワーク８８６のいずれかをアンテナ・システムに切り換えるよう動作可能である。従ってアンテナ・システムは、移動端末が低周波数帯域あるいは高周波数帯域において動作しているかどうかに対して整合されるのに加えて、可動カバーが開いているかあるいは閉じているかに対して適切に整合されることができる。もちろん、追加のスイッチおよび整合ネットワークを、追加の周波数帯域において動作する端末を収容するために、追加することができる。このような配置は、１つのアンテナのみを有し、移動電話信号方式に加えて、全地球位置把握システム（ＧＰＳ）機能を提供する、あるいはブルートゥース近距離無線機能を提供する移動端末にも適用することができる。

図１０は、内臓型、平面アンテナを使用する装置における、本発明の１つの実施例を示している。本実施例の説明をより完全に理解するために、このようなアンテナを、図９に関して一般的に説明する。１つのこのような型のアンテナは、図示されているもののような、平面、反転Ｆアンテナ（ＰＩＦＡ）である。図９において、アンテナ９００は、接地面９０４と間隔を置いた関係に保たれた、線形放射素子９０２を含む。図９に示されるもののような従来の反転Ｆアンテナは、表を下にして置かれた文字“Ｆ”に似ていることからその名前が由来している。図９において、放射素子９０２は、９０６において示されるように、接地面９０４に接続している。信号給電接続９０７は、下に位置するトランシーバ（図示されていない）回路から、接地面９０４を通って放射素子９０２に延びる。図９に示されるもののようなアンテナは、このようなアンテナを使用している装置のケースに適合するように、変形および曲げることができる。

図１０は、携帯あるいはＰＣＳ型であることができ、本発明の実施例により平面アンテナ・システムを使用する、無線電話型の移動端末の概要図である。図１０は、移動端末のハウジングが“透視”側面として示される、拡大図を示している。図１０において、移動端末１０００は、概略的に示された、従来の方法で組み立てられた電子トランシーバ構成要素１００２を含む。これらのトランシーバ構成要素は、本発明の１つの実施例を使用しながら、通常の方法において無線端末を機能させるのに必要な任意の他の交換と共に、ＲＦ段、ＲＦインタフェース、交換可能整合配置を含むことができる。接地面１００４は、平面、反転Ｆアンテナ１００６のための接地面として機能する。接地給電導体は、点１０１２において接地面に接続する。アンテナ放射素子は、実質的に接地面に平行であり、この分野では知られているように、特定のアプリケーションに対して示されるかもしれないような歪みおよび湾曲に従う。信号給電導体は、点１０１４において接地面における開口を通り、トランシーバ構成要素１００２に接続する。トランシーバ構成要素、接地面、およびアンテナ・システムは、ハウジング１０１６に収容されている。処理プラットフォーム１０１８は、マイクロプロセッサ（μＰ）および、メモリのような、必要なサポート構成要素およびシステムを含む。

先に説明したように、処理プラットフォーム１０１８は、トランシーバ構成要素および、実際、移動端末全体の動作を制御するよう、そして可動カバーがいつ少なくとも第１の位置あるいは第２の位置にあるのかを決定するよう、動作可能である。図１０に示されるような構成は、本発明の多様な実施例を実現するために使用することができる。例えば、整合ネットワークが、アンテナの放射素子に対して給電経路に切り換えて入れられるあるいははずされる場合、処理プラットフォーム１０１８は、接続１０２０を介してこの交換を制御することができる。同じ接続を、アンテナの信号給電点を変えるために使用することができる。このような実現のために追加の給電点が必要な場合、他のＲＦ信号送信を、１０２２に示されるように選択的に備えることができる。接地導体が、平面アンテナと湾曲垂直アンテナとの間の整合状態を変えるために接続されたり切断されたりする場合、スイッチ１０２４は、制御線１０２６を介して、接地を接続したり切断したりする。従って、本発明の実施例による交換可能整合配置は、全体的にトランシーバ構成要素１００２内に備えることができ、あるいはスイッチング素子１０２４のような接地のためのスイッチを含むことができ、あるいは図示されていない他の交換配置を含むことができる。このような交換配置は、例えば、超小型電子機械スイッチ（ＭＥＭＳ）、電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）、および／あるいはＰＩＮダイオードから成るあるいはこれらを含むことができる。

ここで実施例は、携帯あるいは無線電話型の移動端末の状況を開示してきたが、これらの用語は、マルチライン・ディスプレー有りあるいは無しの携帯電話；パーソナル移動通信システム（ＰＣＳ）端末；データ処理、ファクシミリ、およびデータ通信機能と組み合わされた無線電話；無線電話、ポケットベル、インターネット・アクセス、ウェブ・ブラウザ、あるいはオーガナイザを含むことができるパーソナル・データ・アシスタント（ＰＤＡ）；そして、無線トランシーバを含む従来のラップトップあるいはパームトップ・コンピュータあるいは他の機器、と同義であり、これらを含んでもよいことに留意されたい。用語“移動端末”もまた、無線通信機能を含むいわゆる“パーベイシブ・コンピューティング機器”を含むよう意図している。

発明の特定の実施例が、ここに記述されている。通信およびアンテナ技術の技術者には、本発明は他の環境における他のアプリケーションを有することが直ぐに理解できるであろう。多くの環境が可能であり、以下の請求項は、本発明の範囲を上に記述された特定の実施例に限定するよう意図するものではない。

図１は、フリップ型移動端末が１つの位置にある場合の、アンテナ整合が不十分であるという問題を示す２つのＶＳＷＲ図である。図１は、解りやすくするために、図１Ａと図１Ｂに分けられている。 図２は、本発明の１つの実施例によるアンテナ・システムの物理的配置および動作方法の双方を示す機能ブロック図である。図２は、解りやすくするために、図２Ａと図２Ｂに分けられている。 図３は、本発明の他の実施例によるアンテナ・システムの物理的配置および動作方法の双方を示す機能ブロック図である。図３もまた、図３Ａと図３Ｂに分けられている。 図４は、本発明のさらに他の実施例による方法および物理的配置を示す他の機能ブロック図である。ここでも図４は図４Ａと図４Ｂに分けられている。 本発明の他の実施例によるアンテナ・システムの物理的設計および動作方法を示す他の機能ブロック図である。図５は、解りやすくするために、図５Ａと図５Ｂに分けられている。 本発明の実施例によるアンテナ・システムがどのように折りたたみ式アンテナ素子を有する移動電話端末に適用することができるかを示す概要図である。 送信および受信状態に対する追加整合選択を提供する、本発明によるアンテナ・システムの他の実施例の概要図である。 異なる帯域に対する整合選択を提供する、本発明によるアンテナ・システムの他の実施例の概要図である。 図１０に関連して説明される本発明の実施例を理解するために有用な背景情報を提供するために示される、平面、反転、“Ｆ”アンテナの概要図である。 平面アンテナを使用する本発明の実施例による移動端末の、外部の一部を切り取った図である。図１０は、構成要素のいくつかには点線を使用して、多様な実施例を示す組合せ図である。

Claims (16)

1. 可動カバーを有する移動端末のためのアンテナ・システムであって、
   上記アンテナ・システムを上記移動端末に接続するための、無線周波数（ＲＦ）インタフェース（２０２、３０２、４０２、５０２）と、
   放射素子（２１０、３１０、４１０、５１０、６１２、６１４）と、
   上記ＲＦインタフェースと上記放射素子との間に置かれた交換可能整合配置（２１２、３１２、４１２、５１２）、を含み、
   上記交換可能整合配置は、上記アンテナ・システムを、上記可動カバーが第１の位置にある場合に第１の整合状態に切り換え、上記可動カバーが第２の位置にある場合に第２の整合状態に切り換えるよう動作可能な、
   上記アンテナ・システム。
2. 請求項１に記載のアンテナ・システムにおいて、上記交換可能整合配置はさらに、
   単一の整合ネットワーク（２１６）と、
   上記可動カバーの上記位置に応答して、上記第１の整合状態および上記第２の整合状態のうちの１つを達成するために、上記単一の整合ネットワークを上記放射素子に接続し、上記第１の整合状態および上記第２の整合状態の他方を達成するために、上記単一の整合ネットワークと上記放射素子を切断する、スイッチ（２１４）、
   を含むことを特徴とする、上記アンテナ・システム。
3. 請求項１に記載のアンテナ・システムにおいて、上記交換可能整合配置はさらに、
   第１の整合ネットワーク（３１８、６８０、６８４、７８０、８８０、８８４）および第２の整合ネットワーク（３１６、６８２、６８６、７８２、７８６、８８２、８８６）と、
   上記可動カバーの上記位置に応答して、上記第１の整合状態および上記第２の整合状態のうちの１つを達成するために、上記第１の整合ネットワークを上記放射素子に接続し、上記第１の整合状態および上記第２の整合状態のうちの他方を達成するために、上記第２の整合ネットワークを上記放射素子に接続する、スイッチ（３１４）、
   を含むことを特徴とする、上記アンテナ・システム。
4. 請求項１に記載のアンテナ・システムにおいて、上記交換可能整合配置はさらに、
   第１の送信点（４２０）および第２の送信点（４２２）と、
   上記可動カバーの上記位置に応答して、上記第１の整合状態および上記第２の整合状態のうちの１つを達成するために、上記第１の送信点において上記ＲＦインタフェースを上記放射素子に接続し、上記第１の整合状態および上記第２の整合状態のうちの他方を達成するために、上記第２の送信点において上記ＲＦインタフェースを上記放射素子に接続する、スイッチ（４１４）、
   を含むことを特徴とする、上記アンテナ・システム。
5. 請求項１に記載のアンテナ・システムにおいて、上記交換可能整合配置はさらに、
   上記ＲＦインタフェースと上記放射素子との間のＲＦ接続（５２４、５２８）と、
   交換可能接地（５３０）と、
   上記可動カバーの上記位置に応答して、上記第１の整合状態および上記第２の整合状態のうちの１つを達成するために、上記交換可能接地を上記放射素子に接続し、上記第１の整合状態および上記第２の整合状態のうちの他方を達成するために、上記交換可能接地と上記放射素子を切断する、スイッチ（５１４）、
   を含むことを特徴とする、上記アンテナ・システム。
6. 請求項１に記載のアンテナ・システムにおいて、上記放射素子は延長および折りたたむことができ、
   上記第１の整合状態および上記第２の整合状態は、上記放射素子（６１２、６１４）が延長された場合に達成され、
   上記交換可能整合配置はさらに、上記アンテナ・システムを、上記可動カバーが上記第１の位置にあり、上記放射素子が折りたたまれている場合に、第３の整合状態に切り換え、上記可動カバーが上記第２の位置にあり、上記放射素子が折りたたまれている場合に、第４の整合状態に切り換えるよう動作可能であることを特徴とする、上記アンテナ・システム。
7. 請求項１に記載のアンテナ・システムにおいて、
   上記第１の整合状態および上記第２の整合状態は、上記移動端末が送信モードおよび受信モードのうちの１つにある場合に達成され、
   上記交換可能整合配置（７００）はさらに、上記アンテナ・システムを、上記可動カバーが上記第１の位置にあり、上記移動端末が上記送信モードおよび上記受信モードのうちの他方にある場合に、第３の整合状態切り換え、上記可動カバーが上記第２の位置にあり、上記移動端末が上記送信モードおよび上記受信モードのうちの他方にある場合に、第４の整合状態に切り換えるよう動作可能であることを特徴とする、上記アンテナ・システム。
8. 請求項１に記載のアンテナ・システムにおいて、
   上記第１の整合状態および上記第２の整合状態は、上記移動端末が１つの周波数帯域において動作している場合に達成され、
   上記交換可能整合配置（８００）はさらに、上記アンテナ・システムを、上記可動カバーが上記第１の位置にあり、上記移動端末が他の周波数帯域において動作している場合に、第３の整合状態に切り換え、上記可動カバーが上記第２の位置にあり、上記移動端末が上記他の周波数帯域において動作している場合に、第４の整合状態に切り換えるよう動作可能であることを特徴とする、上記アンテナ・システム。
9. 可動カバーを有する移動端末を操作する方法であって、
   上記可動カバー（２０４）の位置を決定することと、上記可動カバーは、少なくとも第１の位置と第２の位置との間で可動であり、
   上記可動カバーが上記第１の位置にある場合に、放射素子を含むアンテナ・システム（２００、３００、４００、５００、７００、８００）を第１の整合状態に切り換えることと、
   上記可動カバーが上記第２の位置にある場合に、上記アンテナ・システムを第２の整合状態に切り換えることと、
   上記アンテナ・システムを通して通信信号方式に従事すること、
   を含む、上記方法。
10. 請求項９に記載の方法において、上記アンテナ・システムの上記第１の整合状態および上記第２の整合状態への切換えは、上記放射素子が延長された状態にある場合に達成され、さらに、
    上記可動カバーが上記第１の位置にあり、上記放射素子（６１２、６１４）が折りたたまれた状態にある場合に、上記アンテナ・システムを第３の整合状態に切り換えることと、
    上記可動カバーが上記第２の位置にあり、上記放射素子が上記折りたたまれた状態にある場合に、上記アンテナ・システムを第４の整合状態に切り換えること、
    を含むことを特徴とする、上記方法。
11. 請求項９に記載の方法において、上記アンテナ・システムの上記第１の整合状態および上記第２の整合状態への切換えは、上記移動端末が送信モードおよび受信モードのうちの１つにおいて動作している場合に達成され、さらに、
    上記可動カバーが上記第１の位置にあり、上記移動端末が上記送信モードおよび上記受信モードのうちの他方において動作している場合に、上記アンテナ・システムを第３の整合状態に切り換えることと、
    上記可動カバーが上記第２の位置にあり、上記移動端末が上記送信モードおよび上記受信モードのうちの他方において動作している場合に、上記アンテナ・システムを第４の整合状態に切り換えること、
    を含むことを特徴とする、上記方法。
12. 請求項９に記載の方法において、上記アンテナ・システムの上記第１の整合状態および上記第２の整合状態への切換えは、上記移動端末が１つの周波数帯域において動作している場合に達成され、さらに、
    上記可動カバーが上記第１の位置にあり、上記移動端末が他の周波数帯域において動作している場合に、上記アンテナ・システムを第３の整合状態に切り換えることと、
    上記可動カバーが上記第２の位置にあり、上記移動端末が上記他の周波数帯域において動作している場合に、上記アンテナ・システムを第４の整合状態に切り換えること、
    を含むことを特徴とする、上記方法。
13. 移動端末であって、
    少なくとも第１の位置と第２の位置との間で可動な可動カバー（２０４）と、
    放射素子を含むアンテナ・システム（２００、３００、４００、５００、７００、８００）と、
    上記可動カバーの位置を決定する手段（１０１８）と、
    上記可動カバーが上記第１の位置にある場合に、上記アンテナ・システムを第１の整合状態に切り換える手段（１０１８、１０２０、１０２４、１０２６）と、
    上記可動カバーが上記第２の位置にある場合に、上記アンテナ・システムを第２の整合状態に切り換える手段（１０１８、１０２０、１０２４、１０２６）と、
    上記アンテナ・システムを通して通信信号方式に従事する手段、
    を含む、上記移動端末。
14. 請求項１３に記載の移動端末であって、さらに、
    いつ上記放射素子が延長された状態および折りたたまれた状態にあるかを決定する手段（１０１８）と、
    上記放射素子が上記延長された状態にある場合に、上記アンテナ・システムを上記第１の整合状態および上記第２の整合状態に切り換える手段（１０１８、１０２０、１０２４、１０２６）と、
    上記可動カバーが上記第１の位置にあり、上記放射素子が折りたたまれた状態にある場合に、上記アンテナ・システムを第３の整合状態に切り換える手段（１０１８、１０２０、１０２４、１０２６）と、
    上記可動カバーが上記第２の位置にあり、上記放射素子が上記折りたたまれた状態にある場合に、上記アンテナ・システムを第４の整合状態に切り換える手段（１０１８、１０２０、１０２４、１０２６）、
    を含むことを特徴とする、上記移動端末。
15. 請求項１３に記載の移動端末であって、さらに、
    上記移動端末が送信モードおよび受信モードのうちの１つにある場合に、上記アンテナ・システムを上記第１の整合状態および上記第２の整合状態に切り換える手段（１０１８、１０２０、１０２４、１０２６）と、
    上記可動カバーが上記第１の位置にあり、上記移動端末が上記送信モードおよび上記受信モードのうちの他方にある場合に、上記アンテナ・システムを第３の整合状態に切り換える手段（１０１８、１０２０、１０２４、１０２６）と、
    上記可動カバーが上記第２の位置にあり、上記移動端末が上記送信モードおよび上記受信モードのうちの他方にある場合に、上記アンテナ・システムを第４の整合状態に切り換える手段（１０１８、１０２０、１０２４、１０２６）、
    を含むことを特徴とする、上記移動端末。
16. 請求項１３に記載の移動端末であって、さらに、
    上記移動端末が１つの周波数帯域において動作している場合に、上記アンテナ・システムを上記第１の整合状態および上記第２の整合状態に切り換える手段（１０１８、１０２０、１０２４、１０２６）と、
    上記可動カバーが上記第１の位置にあり、上記移動端末が他の周波数帯域において動作している場合に、上記アンテナ・システムを第３の整合状態に切り換える手段（１０１８、１０２０、１０２４、１０２６）と、
    上記可動カバーが上記第２の位置にあり、上記移動端末が上記他の周波数帯域において動作している場合に、上記アンテナ・システムを第４の整合状態に切り換える手段（１０１８、１０２０、１０２４、１０２６）、
    を含むことを特徴とする、上記移動端末。
    

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