JP2015154275A

JP2015154275A - Portable terminal device

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Publication number: JP2015154275A
Application number: JP2014026781A
Authority: JP
Inventors: 佐藤　直紀; Naoki Sato; 直紀佐藤; 嘉文幸田; Yoshifumi Koda; 慶二井元; Keiji Imoto
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 2014-02-14
Filing date: 2014-02-14
Publication date: 2015-08-24
Anticipated expiration: 2034-02-14
Also published as: JP6335540B2

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a technology for reducing circuit scale while suppressing power required for communications in a portable terminal device including a non-directional antenna and a directional antenna.SOLUTION: The portable terminal device includes: the non-directional antenna; the directional antenna; an antenna switching section capable of switching each of the plurality of antennas between a use state and a non-use state and capable of switching a radiation pattern of each of the antennas in the use state; and a control section. The control section performs communications while selecting either the non-directional antenna or the directional antenna. When the portable terminal device is to search radio equipment of a communication destination such as a radio base station, the non-directional antenna is selected. When the radio equipment is searched, the portable terminal device selects the directional antenna and switches the radiation pattern of the directional antenna on the basis of reception sensitivity of signals with the radio equipment. When the switching of the radiation pattern reaches the specified number of times, the portable terminal device communicates using the non-directional antenna.

Description

本開示は、複数のアンテナを備える携帯端末装置に関し、特に、通信に要する消費電力を低減するための技術に関する。 The present disclosure relates to a mobile terminal device including a plurality of antennas, and more particularly to a technique for reducing power consumption required for communication.

無指向性アンテナと指向性アンテナとを備える携帯端末装置に関する技術として、例えば、特開２００８−４２６６９号公報（特許文献１）がある。特許文献１には、無指向性アンテナを含む複数のアンテナを備える無線機器装置であって、機器探索と、データ通信との両方の時間を短くし、それによって消費電力の節約と、周辺の無線通信機器への干渉を抑える技術が記載されている。具体的には、特許文献１には、無線機器装置において、周辺に存在する無線装置を探索するために無指向性アンテナを使用して通信し、通信する対象機器が検索された後、指向性アンテナに切り替えて通信することが記載されている。 As a technology related to a portable terminal device including an omnidirectional antenna and a directional antenna, for example, there is JP 2008-42669 A (Patent Document 1). Patent Document 1 discloses a wireless device device including a plurality of antennas including an omnidirectional antenna, which shortens both the time for device search and data communication, thereby saving power consumption and surrounding wireless communication. A technique for suppressing interference with communication equipment is described. Specifically, in Patent Document 1, in a wireless device device, communication is performed using an omnidirectional antenna in order to search for a wireless device existing in the vicinity, and after a target device to be communicated is searched, directivity is determined. It describes switching to an antenna for communication.

特開２００８−４２６６９号公報JP 2008-42669 A

しかし、特許文献１に記載の無線機器装置は、通信する対象機器を検索した後、指向性アンテナを回転させるなどして、通信の相手方機器からくる電波の方向を探っているため、モータ等が必要になる。そのため、特許文献１に記載された無線機器装置は、モータ等の駆動により、通信にかかる電力が大きくなり、また、モータ等を設置するため回路規模が大きくなる。 However, since the wireless device described in Patent Document 1 searches for the target device to communicate and then rotates the directional antenna to search the direction of the radio wave coming from the counterpart device for communication, the motor or the like I need it. For this reason, the wireless device described in Patent Document 1 increases the power required for communication by driving a motor or the like, and increases the circuit scale because the motor or the like is installed.

したがって、無指向性アンテナと指向性アンテナとを備える携帯端末装置において、通信にかかる電力を抑え、回路規模を小さくする技術が必要とされている。 Therefore, in a mobile terminal device including an omnidirectional antenna and a directional antenna, there is a need for a technique for reducing the power required for communication and reducing the circuit scale.

一実施形態に従う携帯端末装置は、無指向性のアンテナおよび指向性のアンテナを含む複数のアンテナと、複数のアンテナの各々を使用状態または非使用状態に切り替え可能であり、使用状態の指向性の各アンテナの放射パターンを切り替え可能なアンテナ切替部と、携帯端末装置の動作を制御する制御部とを備える。制御部は、無指向性のアンテナおよび指向性のアンテナのいずれかを、携帯端末装置が通信に使用するアンテナとして選択する選択部を含み、携帯端末装置が通信先の無線機器を探索する場合に、選択部により無指向性のアンテナを選択して探索を行い、無線機器が探索された場合に、選択部により指向性のアンテナを選択し、探索された無線機器との通信の信号品質に基づいて指向性のアンテナの放射パターンをアンテナ切替え部により切り替える。 A mobile terminal device according to an embodiment is capable of switching a plurality of antennas including an omnidirectional antenna and a directional antenna and each of the plurality of antennas to a use state or a non-use state. An antenna switching unit that can switch the radiation pattern of each antenna and a control unit that controls the operation of the mobile terminal device are provided. The control unit includes a selection unit that selects either the omnidirectional antenna or the directional antenna as an antenna used by the mobile terminal device for communication, and when the mobile terminal device searches for a wireless device as a communication destination. When a wireless device is searched by selecting an omnidirectional antenna by the selection unit, the directional antenna is selected by the selection unit, and based on the signal quality of communication with the searched wireless device. The radiation pattern of the directional antenna is switched by the antenna switching unit.

上記一実施形態によると、携帯端末装置において、通信に係る電力を抑え、回路規模を小さくすることができる。 According to the above-described embodiment, in the mobile terminal device, it is possible to reduce power related to communication and reduce a circuit scale.

この発明の上記および他の目的、特徴、局面および利点は、添付の図面と関連して理解されるこの発明に関する次の詳細な説明から明らかとなるであろう。 The above and other objects, features, aspects and advantages of the present invention will become apparent from the following detailed description of the present invention taken in conjunction with the accompanying drawings.

実施の形態１による携帯端末装置１００の構成を概略的に示すブロック図である。1 is a block diagram schematically showing a configuration of a mobile terminal device 100 according to a first embodiment. 携帯端末装置１００のハードウェア構成を表した図である。2 is a diagram illustrating a hardware configuration of a mobile terminal device 100. FIG. 放射パターン切替えテーブル３２と放射パターン設定情報３３とを示す図である。It is a figure which shows the radiation pattern switching table 32 and the radiation pattern setting information 33. FIG. 放射パターン切替え部４１の構成を模式的に示す図である。It is a figure which shows the structure of the radiation pattern switching part 41 typically. アンテナＡＮＴによって生じる放射パターンを説明するための図である（スイッチ素子ＳＷ２がオンの場合）。It is a figure for demonstrating the radiation pattern produced by the antenna ANT (when switch element SW2 is ON). アンテナＡＮＴによって生じる放射パターンを説明するための図である（スイッチ素子ＳＷ３がオンの場合）。It is a figure for demonstrating the radiation pattern produced by the antenna ANT (when switch element SW3 is ON). 放射パターン切替え部４１の等価回路を示す図である（スイッチ素子ＳＷ２がオンの場合）。It is a figure which shows the equivalent circuit of the radiation pattern switching part 41 (when switch element SW2 is ON). 放射パターン切替え部４１の等価回路を示す図である（スイッチ素子ＳＷ３がオンの場合）。It is a figure which shows the equivalent circuit of the radiation pattern switching part 41 (when switch element SW3 is ON). 図１の携帯端末装置に設けられたアンテナＡＮＴ１〜ＡＮＴ３の放射パターンの例を示す図である。It is a figure which shows the example of the radiation pattern of antenna ANT1-ANT3 provided in the portable terminal device of FIG. 図９のアンテナ配置においてアンテナＡＮＴ１，ＡＮＴ３を同時使用する場合の放射パターンについて説明するための図である。It is a figure for demonstrating the radiation pattern in the case of using antenna ANT1, ANT3 simultaneously in the antenna arrangement | positioning of FIG. 携帯端末装置１００の処理の流れを表したフローチャートである。4 is a flowchart showing a process flow of the mobile terminal device 100. 実施の形態２の携帯端末装置２００の構成を示すブロック図である。6 is a block diagram illustrating a configuration of a mobile terminal device 200 according to Embodiment 2. FIG. 携帯端末装置２００のハードウェア構成を表わした図である。2 is a diagram illustrating a hardware configuration of a mobile terminal device 200. FIG. 携帯端末装置２００の外観の構成を示す図である。2 is a diagram illustrating an external configuration of a mobile terminal device 200. FIG. 実施の形態２の携帯端末装置２００の動作を示すフローチャートである。6 is a flowchart illustrating an operation of the mobile terminal device 200 according to the second embodiment.

以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明する。以下の説明では、同一の部品には同一の符号を付してある。それらの名称および機能も同じである。したがって、それらについての詳細な説明は繰り返さない。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following description, the same parts are denoted by the same reference numerals. Their names and functions are also the same. Therefore, detailed description thereof will not be repeated.

＜実施の形態１＞
＜構成＞
図１は、実施の形態１による携帯端末装置１００の構成を概略的に示すブロック図である。図１を参照して、携帯端末装置１００は、トランシーバ１１，２１と、電力増幅器（ＰＡ：Power Amplifier）１２，２２と、デュプレクサ１３，２３と、アンテナ切替え装置４０と、アンテナＡＮＴ１〜ＡＮＴ３と、制御部３０と、メモリ３１とを含む。 <Embodiment 1>
<Configuration>
FIG. 1 is a block diagram schematically showing a configuration of a mobile terminal device 100 according to the first embodiment. Referring to FIG. 1, a mobile terminal device 100 includes transceivers 11 and 21, power amplifiers (PAs) 12 and 22, duplexers 13 and 23, an antenna switching device 40, antennas ANT1 to ANT3, A control unit 30 and a memory 31 are included.

トランシーバ１１，２１は、制御部３０から受けた送信ベースバンド信号を無線周波数帯の信号にアップコンバートする。トランシーバ１１，２１によってアップコンバートされた信号が電力増幅器１２，２２によってそれぞれ増幅されることによって送信信号Ｔｘ（１），Ｔｘ（２）が生成される。トランシーバ１１，２１は、さらに、アンテナＡＮＴ１〜ＡＮＴ３を介して受信した受信信号Ｒｘ（１），Ｒｘ（２）をそれぞれダウンコンバートすることによって受信ベースバンド信号を生成する。この明細書では、トランシーバ１１，２１を総称して信号生成部１０と称する場合がある。 The transceivers 11 and 21 up-convert the transmission baseband signal received from the control unit 30 into a radio frequency band signal. The signals up-converted by the transceivers 11 and 21 are amplified by the power amplifiers 12 and 22, respectively, thereby generating transmission signals Tx (1) and Tx (2). The transceivers 11 and 21 further generate reception baseband signals by down-converting the reception signals Rx (1) and Rx (2) received via the antennas ANT1 to ANT3, respectively. In this specification, the transceivers 11 and 21 may be collectively referred to as a signal generation unit 10.

デュプレクサ１３，２３は、送信信号Ｔｘと受信信号Ｒｘとで１つのアンテナを共用するために用いられる部品である。デュプレクサ１３，２３の各々には、送信信号Ｔｘを通過させ、受信信号Ｒｘを遮断するフィルタと、受信信号Ｒｘを通過させ、送信信号Ｔｘを遮断するフィルタとが設けられている。 The duplexers 13 and 23 are components used to share one antenna for the transmission signal Tx and the reception signal Rx. Each of the duplexers 13 and 23 is provided with a filter that passes the transmission signal Tx and blocks the reception signal Rx, and a filter that passes the reception signal Rx and blocks the transmission signal Tx.

アンテナ切替え装置４０は、制御部３０の指令に従って、デュプレクサ１３，２３のアンテナ側のノードとアンテナＡＮＴ１〜ＡＮＴ３の各給電点との間の接続を切り替えるスイッチ群である。アンテナＡＮＴ１〜ＡＮＴ３の各々は、デュプレクサ１３，２３のアンテナ側のノードのいずれかに接続されることによって使用状態になる。 The antenna switching device 40 is a switch group that switches connections between the antenna-side nodes of the duplexers 13 and 23 and the respective feeding points of the antennas ANT1 to ANT3 in accordance with instructions from the control unit 30. Each of the antennas ANT 1 to ANT 3 becomes in use by being connected to one of the nodes on the antenna side of the duplexers 13 and 23.

携帯端末装置１００は、無指向性のアンテナと、指向性のアンテナとを備える。実施の形態１では、アンテナＡＮＴ１とアンテナＡＮＴ３とは、指向性アンテナであり、アンテナＡＮＴ２は、無指向性アンテナであるとするが、指向性アンテナと無指向性アンテナの組合せは、これに限られない。 The mobile terminal device 100 includes an omnidirectional antenna and a directional antenna. In the first embodiment, the antenna ANT1 and the antenna ANT3 are directional antennas, and the antenna ANT2 is an omnidirectional antenna. However, the combination of the directional antenna and the omnidirectional antenna is limited to this. Absent.

なお、以下では、アンテナＡＮＴ１〜ＡＮＴ３について総称する場合または不特定のものを示す場合にはアンテナＡＮＴと記載する。 Hereinafter, the antennas ANT1 to ANT3 are collectively referred to as antennas ANT when they are collectively referred to or unspecified.

アンテナ切替え装置４０は、さらに、放射パターン切替え部４１を含む。図４〜図８で説明するように、放射パターン切替え部４１は複数の接地導体部を含む。制御部３０の指令に従って、各アンテナ素子の給電点と各接地導体部との接続が切替わることによって、接地導体に流れるイメージ電流の流れる方向が変化する。この結果、アンテナ放射パターンが切り替わる。 The antenna switching device 40 further includes a radiation pattern switching unit 41. As will be described with reference to FIGS. 4 to 8, the radiation pattern switching unit 41 includes a plurality of ground conductor portions. The direction in which the image current flows through the ground conductor changes by switching the connection between the feeding point of each antenna element and each ground conductor in accordance with a command from the control unit 30. As a result, the antenna radiation pattern is switched.

制御部３０は、携帯端末装置１００全体の動作を制御する中央処理装置（ＣＰＵ：Central Processing Unit）とモデムとを含む。モデムは、基地局と通信する際に用いられる信号形式に、デジタル信号を変調することによって送信ベースバンド信号を生成する。モデムは、さらに、トランシーバで生成された受信ベースバンド信号を復調する。 The control unit 30 includes a central processing unit (CPU) that controls the operation of the entire mobile terminal device 100 and a modem. The modem generates a transmission baseband signal by modulating the digital signal into a signal format used when communicating with the base station. The modem further demodulates the received baseband signal generated by the transceiver.

ＣＰＵは、通信に使用する通信方式／バンドで動作可能なようにトランシーバ１１，２１の局所発振器の周波数などを設定する。さらに、ＣＰＵは、アンテナ切替え装置４０を制御信号によって制御することによって、通信に使用する通信方式／バンドに応じて各アンテナを使用状態または非使用状態に設定する。 The CPU sets the frequency of the local oscillator of the transceivers 11 and 21 so that it can operate in the communication method / band used for communication. Furthermore, the CPU sets each antenna to a use state or a non-use state according to a communication method / band used for communication by controlling the antenna switching device 40 with a control signal.

さらに、ＣＰＵは、放射パターン切替え部４１を制御することによって、通信に使用するアンテナの放射パターンを切替える。 Furthermore, the CPU switches the radiation pattern of the antenna used for communication by controlling the radiation pattern switching unit 41.

携帯端末装置１００は、設定された周波数帯域（バンド）で基地局と通信を行い、基地局から当該周波数帯域内で使用するチャネルを指定される。基地局から使用するチャネルを指定された後は、ＣＰＵは、そのチャネルを利用して通信を行うようにトランシーバ１１，２１を制御する。 The mobile terminal device 100 communicates with a base station in a set frequency band (band), and a channel to be used in the frequency band is designated by the base station. After the channel to be used is specified by the base station, the CPU controls the transceivers 11 and 21 to perform communication using the channel.

メモリ３１は、プログラム、送受信データ、アプリケーション用のデータ、放射パターン切替えテーブル３２、および放射パターン設定情報３３等を格納する。 The memory 31 stores a program, transmission / reception data, application data, a radiation pattern switching table 32, radiation pattern setting information 33, and the like.

放射パターン切替えテーブル３２は、指向性アンテナであるアンテナＡＮＴ１およびアンテナＡＮＴ３の放射パターンの設定を示す。放射パターン切替えテーブル３２は、アンテナの放射パターンを切替える際に制御部３０のＣＰＵによって参照される。 The radiation pattern switching table 32 shows the setting of radiation patterns of the antennas ANT1 and ANT3 that are directional antennas. The radiation pattern switching table 32 is referred to by the CPU of the control unit 30 when switching the radiation pattern of the antenna.

放射パターン設定情報３３は、携帯端末装置１００の通信先となる無線基地局それぞれについて、通信に使用するアンテナおよび放射パターンの設定を示す情報である。放射パターン切替えテーブル３２と放射パターン設定情報３３との詳細は、図３を用いて後述する。 The radiation pattern setting information 33 is information indicating settings of an antenna and a radiation pattern used for communication for each radio base station that is a communication destination of the mobile terminal device 100. Details of the radiation pattern switching table 32 and the radiation pattern setting information 33 will be described later with reference to FIG.

図２は、携帯端末装置１００のハードウェア構成を表した図である。図２を参照して、携帯端末装置１００は、プログラムを実行するＣＰＵ１０１と、ＲＯＭ(Read Only Memory）１０２と、ＲＡＭ（Random Access Memory）１０３と、フラッシュメモリ１０４と、操作キー１０５と、スピーカ１０６と、カメラ１０７と、タッチスクリーン１０８と、加速度センサ１１１と、無線通信ＩＦ（Interface）１１２と、第１アンテナ１２１と、第２アンテナ１２２と、第３アンテナ１２３とを、少なくとも含んで構成されている。タッチスクリーン１０８は、ディスプレイ１０８１と、タッチパネル１０８２とを含む。各構成要素１０１〜１０８，１１１，１１２は、相互にデータバスによって接続されている。 FIG. 2 is a diagram illustrating a hardware configuration of the mobile terminal device 100. Referring to FIG. 2, a mobile terminal device 100 includes a CPU 101 that executes a program, a ROM (Read Only Memory) 102, a RAM (Random Access Memory) 103, a flash memory 104, an operation key 105, and a speaker 106. A camera 107, a touch screen 108, an acceleration sensor 111, a wireless communication IF (Interface) 112, a first antenna 121, a second antenna 122, and a third antenna 123. Yes. The touch screen 108 includes a display 1081 and a touch panel 1082. The components 101 to 108, 111, and 112 are connected to each other by a data bus.

第１〜第３アンテナ１２１〜１２３は、無線通信ＩＦ１１２に接続されている。第１〜第３アンテナ１２１〜１２３および無線通信ＩＦ１１２は、たとえば、基地局を介した、他の移動体端末、固定電話、およびＰＣ（Personal Computer）との間における無線通信に用いられる。 The first to third antennas 121 to 123 are connected to the wireless communication IF 112. The first to third antennas 121 to 123 and the wireless communication IF 112 are used for wireless communication with other mobile terminals, fixed telephones, and PCs (Personal Computers) via a base station, for example.

ＲＯＭ１０２は、不揮発性の半導体メモリである。ＲＯＭ１０２は、携帯端末装置１００のブートプログラムが予め格納されている。フラッシュメモリ１０４は、不揮発性の半導体メモリである。フラッシュメモリ１０４は、一例としてＮＡＮＤ型で構成してもよい。フラッシュメモリ１０４は、携帯端末装置１００のオペレーティングシステム、携帯端末装置１００を制御するための各種のプログラム、並びに、携帯端末装置１００が生成したデータ、携帯端末装置１００の外部装置から取得したデータ等の各種データを不揮発的に格納する。 The ROM 102 is a nonvolatile semiconductor memory. The ROM 102 stores a boot program for the mobile terminal device 100 in advance. The flash memory 104 is a nonvolatile semiconductor memory. The flash memory 104 may be configured as a NAND type as an example. The flash memory 104 includes an operating system of the mobile terminal device 100, various programs for controlling the mobile terminal device 100, data generated by the mobile terminal device 100, data acquired from an external device of the mobile terminal device 100, and the like. Various data is stored in a nonvolatile manner.

図１に示すアンテナ切替え装置４０、デュプレクサ１３、デュプレクサ２３、パワーアンプ１２、パワーアンプ２２および信号生成部１０は、例えば図２に示す無線通信ＩＦ１１２と対応する。図１に示す制御部３０は、例えば図２に示すＣＰＵ１０１と対応する。図１に示すメモリ３１は、例えば図２に示すＲＡＭ１０３およびフラッシュメモリ１０４と対応する。 The antenna switching device 40, the duplexer 13, the duplexer 23, the power amplifier 12, the power amplifier 22, and the signal generation unit 10 illustrated in FIG. 1 correspond to, for example, the wireless communication IF 112 illustrated in FIG. The control unit 30 illustrated in FIG. 1 corresponds to, for example, the CPU 101 illustrated in FIG. The memory 31 illustrated in FIG. 1 corresponds to, for example, the RAM 103 and the flash memory 104 illustrated in FIG.

携帯端末装置１００における処理は、各ハードウェアおよびＣＰＵ１０１により実行されるソフトウェアによって実現される。このようなソフトウェアは、フラッシュメモリ１０４に予め記憶されている場合がある。また、ソフトウェアは、図示しないメモリカードその他の記憶媒体に格納されて、プログラムプロダクトとして流通している場合もある。あるいは、ソフトウェアは、いわゆるインターネットに接続されている情報提供事業者によってダウンロード可能なプログラムプロダクトとして提供される場合もある。このようなソフトウェアは、アンテナ１２１，１２２、１２３および無線通信ＩＦ１１２を介してダウンロードされた後、フラッシュメモリ１０４に一旦格納される。そのソフトウェアは、ＣＰＵ１０１によってフラッシュメモリ１０４から読み出され、さらにフラッシュメモリ１０４に実行可能なプログラムの形式で格納される。ＣＰＵ１０１は、そのプログラムを実行する。 The processing in the mobile terminal device 100 is realized by each hardware and software executed by the CPU 101. Such software may be stored in the flash memory 104 in advance. The software may be stored in a memory card or other storage medium (not shown) and distributed as a program product. Alternatively, the software may be provided as a program product that can be downloaded by an information provider connected to the so-called Internet. Such software is downloaded via the antennas 121, 122, 123 and the wireless communication IF 112 and then temporarily stored in the flash memory 104. The software is read from the flash memory 104 by the CPU 101 and further stored in the flash memory 104 in the form of an executable program. The CPU 101 executes the program.

本発明の本質的な部分は、フラッシュメモリ１０４その他の記憶媒体に格納されたソフトウェア、あるいはネットワークを介してダウンロード可能なソフトウェアであるともいえる。なお、記録媒体としては、ＤＶＤ-ＲＯＭ、ＣＤ−ＲＯＭ、ＦＤ、ハードディスクに限られず、磁気テープ、カセットテープ、光ディスク、光カード、マスクＲＯＭ、ＥＰＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、フラッシュＲＯＭなどの半導体メモリ等の固定的にプログラムを担持する媒体でもよい。また、記録媒体は、当該プログラム等をコンピュータが読取可能な一時的でない媒体である。また、ここでいうプログラムとは、ＣＰＵにより直接実行可能なプログラムだけでなく、ソースプログラム形式のプログラム、圧縮処理されたプログラム、暗号化されたプログラム等を含む。 An essential part of the present invention can be said to be software stored in the flash memory 104 or other storage medium, or software that can be downloaded via a network. The recording medium is not limited to DVD-ROM, CD-ROM, FD, and hard disk, but is fixed such as semiconductor memory such as magnetic tape, cassette tape, optical disk, optical card, mask ROM, EPROM, EEPROM, and flash ROM. A medium carrying a program may be used. The recording medium is a non-temporary medium that can be read by the computer. The program referred to here includes not only a program directly executable by the CPU but also a program in a source program format, a compressed program, an encrypted program, and the like.

＜データ構造＞
図３を参照して、携帯端末装置１００が使用する各種データのデータ構造を説明する。図３は、放射パターン切替えテーブル３２と放射パターン設定情報３３とを示す図である。 <Data structure>
With reference to FIG. 3, the data structure of the various data which the portable terminal device 100 uses is demonstrated. FIG. 3 is a diagram showing the radiation pattern switching table 32 and the radiation pattern setting information 33.

放射パターン切替えテーブル３２は、指向性アンテナであるアンテナＡＮＴ１およびアンテナＡＮＴ３の放射パターンの組合せを示す。アンテナの放射パターンについては図４から図１０を参照して後述する。図３に示すように、放射パターン切替えテーブル３２の各レコードは、設定３２１と、放射パターン３２２とを含む。 The radiation pattern switching table 32 shows combinations of radiation patterns of the antennas ANT1 and ANT3 that are directional antennas. The radiation pattern of the antenna will be described later with reference to FIGS. As shown in FIG. 3, each record of the radiation pattern switching table 32 includes a setting 321 and a radiation pattern 322.

設定３２１は、指向性アンテナの放射パターンの組合せそれぞれを識別する情報である。実施の形態１の説明では、指向性アンテナの数を２本とし、放射パターンをパターン「長手方向」、パターン「短手方向」およびパターン「放射なし」の３パターンとする。携帯端末装置１００は、設定３２１に示す各設定のいずれかに従って、指向性アンテナの放射パターンを設定する。 The setting 321 is information for identifying each combination of radiation patterns of the directional antenna. In the description of the first embodiment, the number of directional antennas is two, and the radiation patterns are three patterns of a pattern “longitudinal direction”, a pattern “short direction”, and a pattern “no radiation”. The mobile terminal device 100 sets the radiation pattern of the directional antenna according to any of the settings shown in the setting 321.

放射パターン３２２は、指向性アンテナの放射パターンの設定を示す。
放射パターン設定情報３３は、携帯端末装置１００が無線通信を行う相手方の無線基地局それぞれについて、通信時におけるアンテナの設定を保持するための情報である。放射パターン設定情報３３の各レコードは、基地局識別情報３３１と、使用バンド３３２と、使用アンテナ３３３と、設定履歴３３４とを含む。基地局識別情報３３１は、無線基地局の識別情報を示す。使用バンド３３２は、無線基地局との無線通信に使用するバンドの情報を示す。使用アンテナ３３３は、無線通信に使用する指向性アンテナを示す。設定履歴３３４は、放射パターン切替えテーブル３２に示す指向性アンテナの放射パターンの設定を示す。携帯端末装置１００は、例えば、過去に通信を行った無線基地局と、通信時に使用したアンテナおよび放射パターンとを履歴として放射パターン設定情報３３に保持することとしてもよい。これにより、携帯端末装置１００は、例えば、携帯端末装置１００が通信に使用する頻度が比較的大きい無線基地局のアンテナの放射パターンを容易に設定することができる。 A radiation pattern 322 indicates the setting of the radiation pattern of the directional antenna.
The radiation pattern setting information 33 is information for holding antenna settings at the time of communication for each counterpart wireless base station with which the mobile terminal device 100 performs wireless communication. Each record of the radiation pattern setting information 33 includes base station identification information 331, a used band 332, a used antenna 333, and a setting history 334. Base station identification information 331 indicates identification information of a radio base station. The used band 332 indicates information on a band used for wireless communication with the wireless base station. The used antenna 333 indicates a directional antenna used for wireless communication. The setting history 334 indicates the setting of the radiation pattern of the directional antenna shown in the radiation pattern switching table 32. For example, the mobile terminal device 100 may store the radio base station that has performed communication in the past, the antenna and the radiation pattern used during communication in the radiation pattern setting information 33 as a history. Thereby, for example, the mobile terminal device 100 can easily set the radiation pattern of the antenna of the radio base station that the mobile terminal device 100 uses relatively frequently for communication.

＜アンテナ放射パターンの切替え方法について＞
次に、図１の放射パターン切替え部４１によるアンテナ放射パターンの切替え方法について説明する。 <About the antenna radiation pattern switching method>
Next, a method for switching the antenna radiation pattern by the radiation pattern switching unit 41 in FIG. 1 will be described.

図４は、放射パターン切替え部４１の構成を模式的に示す図である。図４を参照して、放射パターン切替え部４１は、メイングランドとしての接地導体部ＧＮＤ１と、接地導体部ＧＮＤ１の周辺に設けられるサブグランドとしての接地導体部ＧＮＤ２，ＧＮＤ３と、スイッチ素子ＳＷ２，ＳＷ３と、チョークコイル６１，６２とを含む。図４では、アンテナＡＮＴは給電部６０に接続されるＬ字型のモノポールアンテナの例が示されているが、このアンテナＡＮＴの形態および形状に限定されるものでない。 FIG. 4 is a diagram schematically illustrating the configuration of the radiation pattern switching unit 41. Referring to FIG. 4, the radiation pattern switching unit 41 includes a ground conductor portion GND1 as a main ground, ground conductor portions GND2 and GND3 as sub-grounds provided around the ground conductor portion GND1, and switch elements SW2 and SW3. And choke coils 61 and 62. In FIG. 4, the antenna ANT is an example of an L-shaped monopole antenna connected to the power feeding unit 60, but is not limited to the form and shape of the antenna ANT.

接地導体部ＧＮＤ２は、矩形状の接地導体部ＧＮＤ１の辺６４に沿って設けられる。接地導体部ＧＮＤ３は、接地導体部ＧＮＤ１の辺６４に隣接する辺６５に沿って設けられる。接地導体部ＧＮＤ２，ＧＮＤ３の電気長は、アンテナＡＮＴが使用する周波数に対応する波長の４分の１（λ／４）またはその近傍値に設定されている。 The ground conductor portion GND2 is provided along the side 64 of the rectangular ground conductor portion GND1. The ground conductor portion GND3 is provided along the side 65 adjacent to the side 64 of the ground conductor portion GND1. The electrical length of the ground conductor portions GND2 and GND3 is set to one-fourth (λ / 4) of the wavelength corresponding to the frequency used by the antenna ANT or a value in the vicinity thereof.

接地導体部ＧＮＤ２の一端はスイッチ素子ＳＷ２を介してアンテナＡＮＴの給電部６０と接続され、接地導体部ＧＮＤ２の他端はチョークコイル６１を介してアンテナ導体部ＧＮＤ１と接続される。同様に、接地導体部ＧＮＤ３の一端はスイッチ素子ＳＷ３を介してアンテナＡＮＴの給電部６０と接続され、接地導体部ＧＮＤ３の他端はチョークコイル６２を介してアンテナ導体部ＧＮＤ１と接続される。チョークコイル６１，６２は、高周波電流を阻止するインピーダンス素子として用いられている。 One end of the ground conductor portion GND2 is connected to the power feeding portion 60 of the antenna ANT via the switch element SW2, and the other end of the ground conductor portion GND2 is connected to the antenna conductor portion GND1 via the choke coil 61. Similarly, one end of the ground conductor portion GND3 is connected to the power feeding portion 60 of the antenna ANT via the switch element SW3, and the other end of the ground conductor portion GND3 is connected to the antenna conductor portion GND1 via the choke coil 62. The choke coils 61 and 62 are used as impedance elements that block high-frequency currents.

図５は、アンテナＡＮＴによって生じる放射パターンを説明するための図である（スイッチ素子ＳＷ２がオンの場合）。図５を参照して、スイッチ素子ＳＷ２がオンで、スイッチ素子ＳＷ３がオフの場合には、イメージ電流Ｉｉはスイッチ素子ＳＷ２を介して接地導体部ＧＮＤ２を流れる。図５において、イメージ電流Ｉｉが流れる部分にハッチングを付している。イメージ電流Ｉｉは図５のＹ方向に流れる。放射パターン６６Ａ，６６Ｂは、イメージ電流Ｉｉを中心に、イメージ電流Ｉｉと直交する方向に生成される。接地導体部ＧＮＤ１〜ＧＮＤ３が設けられている面内では、放射パターン６６Ａ，６６ＢはＸ方向に生成される。 FIG. 5 is a diagram for explaining a radiation pattern generated by the antenna ANT (when the switch element SW2 is on). Referring to FIG. 5, when switch element SW2 is on and switch element SW3 is off, image current Ii flows through ground conductor portion GND2 via switch element SW2. In FIG. 5, the portion where the image current Ii flows is hatched. The image current Ii flows in the Y direction in FIG. The radiation patterns 66A and 66B are generated in a direction perpendicular to the image current Ii with the image current Ii as the center. In the plane where the ground conductor portions GND1 to GND3 are provided, the radiation patterns 66A and 66B are generated in the X direction.

図６は、アンテナＡＮＴによって生じる放射パターンを説明するための図である（スイッチ素子ＳＷ３がオンの場合）。図６を参照して、スイッチ素子ＳＷ３がオンで、スイッチ素子ＳＷ２がオフの場合には、イメージ電流Ｉｉはスイッチ素子ＳＷ３を介して接地導体部ＧＮＤ３を流れる。図６において、イメージ電流Ｉｉが流れる部分にハッチングを付している。イメージ電流Ｉｉは図６のＸ方向に流れる。放射パターン６７Ａ，６７Ｂは、イメージ電流Ｉｉを中心に、イメージ電流Ｉｉと直交する方向に生成される。接地導体部ＧＮＤ１〜ＧＮＤ３が設けられている面内では、放射パターン６７Ａ，６７ＢはＹ方向に生成される。 FIG. 6 is a diagram for explaining a radiation pattern generated by the antenna ANT (when the switch element SW3 is on). Referring to FIG. 6, when switch element SW3 is on and switch element SW2 is off, image current Ii flows through ground conductor portion GND3 via switch element SW3. In FIG. 6, the portion where the image current Ii flows is hatched. The image current Ii flows in the X direction in FIG. The radiation patterns 67A and 67B are generated in a direction orthogonal to the image current Ii with the image current Ii as the center. In the plane where the ground conductor portions GND1 to GND3 are provided, the radiation patterns 67A and 67B are generated in the Y direction.

図７は、放射パターン切替え部４１の等価回路を示す図である（スイッチ素子ＳＷ２がオンの場合）。図７では、スイッチ素子ＳＷ２，ＳＷ３の一例としてＰＩＮダイオードが示されている。スイッチ素子ＳＷ２としてのＰＩＮダイオード（以下、ＰＩＮダイオードＳＷ２と記載する）のアノードは接地導体部ＧＮＤ２に接続され、ＰＩＮダイオードＳＷ２のカソードは給電部６０に接続される。同様に、ＰＩＮダイオードＳＷ３のアノードは給電部６０に接続され、ＰＩＮダイオードＳＷ３のカソードは接地導体部ＧＮＤ３に接続される。 FIG. 7 is a diagram showing an equivalent circuit of the radiation pattern switching unit 41 (when the switch element SW2 is on). In FIG. 7, a PIN diode is shown as an example of the switch elements SW2 and SW3. The anode of a PIN diode (hereinafter referred to as PIN diode SW2) as the switch element SW2 is connected to the ground conductor portion GND2, and the cathode of the PIN diode SW2 is connected to the power feeding portion 60. Similarly, the anode of the PIN diode SW3 is connected to the power feeding part 60, and the cathode of the PIN diode SW3 is connected to the ground conductor part GND3.

図７に示すように、給電部６０には、さらに、図１の制御部３０から出力された制御信号を受ける制御端子６３が接続されている。制御信号として接地導体部ＧＮＤ１に対する負電圧が制御部３０から制御端子６３に供給されているときには、ＰＩＮダイオードＳＷ２がオン状態となり、ＰＩＮダイオードＳＷ３がオフ状態となる。これによって、イメージ電流Ｉｉは接地導体部ＧＮＤ２を流れる（図７において、イメージ電流Ｉｉが流れる部分にハッチングを付している）。このイメージ電流Ｉｉに対して垂直方向に放射パターン６６Ａ，６６Ｂが生成される。 As shown in FIG. 7, the power supply unit 60 is further connected with a control terminal 63 that receives a control signal output from the control unit 30 of FIG. 1. When a negative voltage with respect to the ground conductor portion GND1 is supplied from the control unit 30 to the control terminal 63 as a control signal, the PIN diode SW2 is turned on and the PIN diode SW3 is turned off. As a result, the image current Ii flows through the ground conductor portion GND2 (in FIG. 7, the portion through which the image current Ii flows is hatched). Radiation patterns 66A and 66B are generated in a direction perpendicular to the image current Ii.

図８は、放射パターン切替え部４１の等価回路を示す図である（スイッチ素子ＳＷ３がオンの場合）。図８を参照して、制御信号として接地導体部ＧＮＤ１に対する正電圧が制御部３０から制御端子６３に供給されているときには、ＰＩＮダイオードＳＷ３がオン状態となり、ＰＩＮダイオードＳＷ２がオフ状態となる。これによって、イメージ電流Ｉｉは接地導体部ＧＮＤ３を流れる（図８において、イメージ電流Ｉｉが流れる部分にハッチングを付している）。このイメージ電流Ｉｉに対して垂直方向に放射パターン６７Ａ，６７Ｂが生成される。 FIG. 8 is a diagram showing an equivalent circuit of the radiation pattern switching unit 41 (when the switch element SW3 is on). Referring to FIG. 8, when a positive voltage for ground conductor portion GND1 is supplied as a control signal from control portion 30 to control terminal 63, PIN diode SW3 is turned on and PIN diode SW2 is turned off. As a result, the image current Ii flows through the ground conductor portion GND3 (in FIG. 8, a portion through which the image current Ii flows is hatched). Radiation patterns 67A and 67B are generated in the direction perpendicular to the image current Ii.

以上のように、制御部３０からの制御信号によってスイッチ素子ＳＷ２，ＳＷ３のオンおよびオフを切替えることによって接地導体部ＧＮＤ２，ＧＮＤ３のいずれか一方を選択することができる。これによって、選択した接地導体部ＧＮＤにイメージ電流Ｉｉが流れ、この結果、アンテナＡＮＴの放射パターンが切替えられる。 As described above, one of the ground conductor portions GND2 and GND3 can be selected by switching on and off the switch elements SW2 and SW3 by the control signal from the control unit 30. As a result, the image current Ii flows through the selected ground conductor portion GND, and as a result, the radiation pattern of the antenna ANT is switched.

＜携帯端末装置におけるアンテナ放射パターンの例＞
上記の図４〜図８で説明した放射パターン切替え部４１は、指向性アンテナである図１のアンテナＡＮＴ１，ＡＮＴ３の各々に設けられている。ただし、メイングランドとしての接地導体部ＧＮＤ１は、各アンテナで共通化することができる。 <Example of antenna radiation pattern in portable terminal device>
The radiation pattern switching unit 41 described with reference to FIGS. 4 to 8 is provided in each of the antennas ANT1 and ANT3 in FIG. 1 which are directional antennas. However, the ground conductor portion GND1 as the main ground can be shared by each antenna.

図９は、図１の携帯端末装置に設けられたアンテナＡＮＴ１とＡＮＴ３の放射パターンの例を示す図である。 FIG. 9 is a diagram illustrating an example of radiation patterns of the antennas ANT1 and ANT3 provided in the mobile terminal device of FIG.

図９では、携帯端末装置がスマートフォンの場合を例としてアンテナＡＮＴ１〜ＡＮＴ３の配置が示されている。スマートフォンの筺体５０の長手方向をＹ方向とし、短手方向をＸ方向とし、厚み方向をＺ方向とする。筺体５０の主面上にタッチスクリーン５１が設けられ、主面上でタッチスクリーン５１の下部に操作キー５２が設けられている。タッチスクリーン５１は、ディスプレイとタッチパネルとが一体的に形成されたものである。操作キー５２は、たとえば、ホーム画面を表示させるためのホームキーとして機能する。 In FIG. 9, the arrangement of the antennas ANT1 to ANT3 is shown as an example where the mobile terminal device is a smartphone. The longitudinal direction of the case 50 of the smartphone is the Y direction, the short direction is the X direction, and the thickness direction is the Z direction. A touch screen 51 is provided on the main surface of the casing 50, and operation keys 52 are provided below the touch screen 51 on the main surface. The touch screen 51 is formed by integrating a display and a touch panel. The operation key 52 functions as a home key for displaying a home screen, for example.

アンテナＡＮＴ１〜ＡＮＴ３は筺体５０の内部に設けられる。具体的に、アンテナＡＮＴ１は筺体５０の長手方向（Ｙ方向）の一端に近接して（すなわち、操作キー５２の近傍に）設けられる。アンテナＡＮＴ３は筺体５０の長手方向（Ｙ方向）の他端に近接して（すなわち、操作キー５２の反対側に）設けられる。アンテナＡＮＴ２は筺体５０の短手方向（Ｘ方向）の一端に近接して設けられる。 The antennas ANT1 to ANT3 are provided inside the housing 50. Specifically, the antenna ANT1 is provided in the vicinity of one end in the longitudinal direction (Y direction) of the housing 50 (that is, in the vicinity of the operation key 52). The antenna ANT3 is provided close to the other end in the longitudinal direction (Y direction) of the housing 50 (that is, on the opposite side of the operation key 52). The antenna ANT2 is provided close to one end of the casing 50 in the short direction (X direction).

図９では、指向性アンテナであるアンテナＡＮＴ１および指向性アンテナであるアンテナＡＮＴ３を使用した場合の放射パターンの一例が示されている。アンテナＡＮＴ１の場合、筺体５０の短手方向（Ｘ方向）にイメージ電流が流れるように図１の放射パターン切替え部４１を制御することによって、筺体５０の長手方向（Ｙ方向）に放射パターン５３Ａ，５３Ｂが生成される。 FIG. 9 shows an example of a radiation pattern when an antenna ANT1 that is a directional antenna and an antenna ANT3 that is a directional antenna are used. In the case of the antenna ANT1, the radiation pattern 53A in the longitudinal direction (Y direction) of the housing 50 is controlled by controlling the radiation pattern switching unit 41 in FIG. 1 so that the image current flows in the short direction (X direction) of the housing 50. 53B is generated.

なお、放射パターンはイメージ電流の方向に垂直に生成されるので、筺体５０の厚み方向（Ｚ方向）にもアンテナＡＮＴ１の放射パターンが生成されている。しかしながら、筺体５０の短手方向（Ｘ方向）の放射パターンは生成されない。 Since the radiation pattern is generated perpendicular to the direction of the image current, the radiation pattern of the antenna ANT1 is also generated in the thickness direction (Z direction) of the housing 50. However, the radiation pattern in the short direction (X direction) of the casing 50 is not generated.

アンテナＡＮＴ３の場合、筺体５０の短手方向（Ｘ方向）にイメージ電流が流れるように放射パターン切替え部４１を制御することによって、筺体５０の長手方向（Ｙ方向）の放射パターン５５Ａ，５５Ｂが生成される（筺体５０の短手方向（Ｘ方向）には放射パターンは生成されない）。 In the case of the antenna ANT3, radiation patterns 55A and 55B in the longitudinal direction (Y direction) of the housing 50 are generated by controlling the radiation pattern switching unit 41 so that the image current flows in the short direction (X direction) of the housing 50. (A radiation pattern is not generated in the short direction (X direction) of the housing 50).

図１０は、図９のアンテナ配置においてアンテナＡＮＴ１，ＡＮＴ３を同時使用する場合の放射パターンについて説明するための図である。 FIG. 10 is a diagram for explaining a radiation pattern when antennas ANT1 and ANT3 are simultaneously used in the antenna arrangement of FIG.

具体的に、アンテナＡＮＴ１の場合、筺体５０の長手方向（Ｙ方向）にイメージ電流が流れるように放射パターン切替え部４１を制御することによって、筺体５０の短手方向（Ｘ方向）の放射パターン５６Ａ，５６Ｂが生成される。アンテナＡＮＴ３の場合にも、筺体５０の長手方向（Ｙ方向）にイメージ電流が流れるように放射パターン切替え部４１を制御することによって、筺体５０の短手方向（Ｘ方向）の放射パターン５７Ａ，５７Ｂが生成される。 Specifically, in the case of the antenna ANT1, the radiation pattern 56A in the short direction (X direction) of the casing 50 is controlled by controlling the radiation pattern switching unit 41 so that the image current flows in the longitudinal direction (Y direction) of the casing 50. , 56B are generated. Also in the case of the antenna ANT3, the radiation patterns 57A and 57B in the short direction (X direction) of the casing 50 are controlled by controlling the radiation pattern switching unit 41 so that the image current flows in the longitudinal direction (Y direction) of the casing 50. Is generated.

＜動作＞
図１１を参照し、携帯端末装置１００の動作について説明する。図１１は、携帯端末装置１００の処理の流れを表したフローチャートである。携帯端末装置１００は、例えば、携帯端末装置１００が起動した時や、携帯端末装置１００が無線通信する無線基地局を切り替える際に、図１１に示す処理を行って、通信に使用するアンテナの設定を行う。 <Operation>
The operation of the mobile terminal device 100 will be described with reference to FIG. FIG. 11 is a flowchart showing a process flow of the mobile terminal device 100. For example, when the mobile terminal device 100 is activated or when the mobile terminal device 100 switches a radio base station with which the mobile terminal device 100 performs radio communication, the mobile terminal device 100 performs processing illustrated in FIG. 11 to set an antenna used for communication. I do.

ステップＳ１において、携帯端末装置１００のＣＰＵ１０１は、初期状態では、無指向性アンテナ（アンテナＡＮＴ２）を使用して基地局をサーチする。初期状態では、周辺に存在する無線基地局と携帯端末装置１００との位置関係が不明であるためである。 In step S1, the CPU 101 of the mobile terminal device 100 searches for a base station using an omnidirectional antenna (antenna ANT2) in the initial state. This is because, in the initial state, the positional relationship between the wireless base station existing in the vicinity and the mobile terminal device 100 is unknown.

ステップＳ７において、ＣＰＵ１０１は、ステップＳ１でサーチした無線基地局に対応するアンテナの設定があるか否かを放射パターン設定情報３３を参照して判断する。ＣＰＵ１０１は、ステップＳ１でサーチした無線基地局の識別情報が、放射パターン設定情報３３の基地局識別情報３３１に含まれている場合（ステップＳ７においてＹＥＳ）、ステップＳ１９の処理を行い、そうでない場合（ステップＳ７においてＮＯ）、ステップＳ９の処理を行う。 In step S 7, the CPU 101 determines whether there is an antenna setting corresponding to the radio base station searched in step S 1 with reference to the radiation pattern setting information 33. When the identification information of the radio base station searched in step S1 is included in the base station identification information 331 of the radiation pattern setting information 33 (YES in step S7), the CPU 101 performs the process of step S19. (NO in step S7), the process of step S9 is performed.

ステップＳ９において、ＣＰＵ１０１は、無線通信に使用するアンテナを、無指向性アンテナから指向性アンテナに切り替える。 In step S9, the CPU 101 switches the antenna used for wireless communication from the omnidirectional antenna to the directional antenna.

ステップＳ１１において、ＣＰＵ１０１は、放射パターン切替えテーブル３２を参照し、指向性アンテナの放射パターンを切り替える。例えば、ＣＰＵ１０１は、放射パターン切替えテーブル３２の設定３２１に示される各設定のいずれか（例えば、図３に示す設定「１」）を選択し、選択した放射パターンに従って各アンテナの使用を開始する。ＣＰＵ１０１は、指向性アンテナの放射パターンを切り替えた回数をカウンタによりカウントしており、放射パターン切替えテーブル３２の設定３２１に示される設定をステップＳ１１で切り替える都度、カウンタ値を更新する。また、ＣＰＵ１０１は、ステップＳ１１の処理の都度、カウンタ値を参照して指向性アンテナの放射パターンを順に切り替えることとしてもよい。 In step S11, the CPU 101 refers to the radiation pattern switching table 32 and switches the radiation pattern of the directional antenna. For example, the CPU 101 selects one of the settings indicated in the setting 321 of the radiation pattern switching table 32 (for example, the setting “1” shown in FIG. 3), and starts using each antenna according to the selected radiation pattern. The CPU 101 counts the number of times the radiation pattern of the directional antenna is switched by a counter, and updates the counter value every time the setting indicated by the setting 321 of the radiation pattern switching table 32 is switched in step S11. Further, the CPU 101 may sequentially switch the radiation pattern of the directional antenna with reference to the counter value every time the process of step S11 is performed.

ステップＳ１３において、ＣＰＵ１０１は、放射パターンを切り替えた回数をカウントするカウンタ値を参照し、放射パターンを切り替えた回数が規定回数以下であるか判断する。放射パターンを切り替えた回数が規定回数以下である場合（ステップＳ１３においてＹＥＳ）、ＣＰＵ１０１は、ステップＳ１５の処理を行い、そうでない場合（ステップＳ１３においてＮＯ）、ＣＰＵ１０１は、ステップＳ２１の処理を行う。規定回数としては、例えば、放射パターン切替えテーブル３２の設定３２１に示される設定の数以下とする。 In step S 13, the CPU 101 refers to a counter value that counts the number of times the radiation pattern has been switched, and determines whether the number of times the radiation pattern has been switched is equal to or less than a specified number. When the number of times of switching the radiation pattern is equal to or less than the prescribed number (YES in step S13), CPU 101 performs the process of step S15. Otherwise (NO in step S13), CPU 101 performs the process of step S21. The specified number of times is, for example, not more than the number of settings indicated in the setting 321 of the radiation pattern switching table 32.

ステップＳ１５において、ＣＰＵ１０１は、指向性アンテナそれぞれの受信感度（Received Signal Strength Indicatorなど）を測定する。 In step S15, the CPU 101 measures the reception sensitivity (Received Signal Strength Indicator or the like) of each directional antenna.

ステップＳ１７において、ＣＰＵ１０１は、ステップＳ１５で測定した指向性アンテナそれぞれの受信感度が、閾値を越えるか否かを判断する。指向性アンテナそれぞれの受信感度が閾値を越えない場合（ステップＳ１７においてＮＯ）、ＣＰＵ１０１は、ステップＳ１１の処理を行い、そうでない場合（ステップＳ１７においてＹＥＳ）、ステップＳ１９の処理を行う。この閾値は、携帯端末装置１００が無線基地局と通信を行う通信品質に基づき設定する。 In step S17, the CPU 101 determines whether or not the reception sensitivity of each directional antenna measured in step S15 exceeds a threshold value. If the reception sensitivity of each directional antenna does not exceed the threshold value (NO in step S17), CPU 101 performs the process of step S11. If not (YES in step S17), CPU 101 performs the process of step S19. This threshold is set based on the communication quality with which the mobile terminal device 100 communicates with the radio base station.

ステップＳ１９において、ＣＰＵ１０１は、指向性アンテナを使用して、放射パターン切替えテーブル３２の設定３２１に示される設定のいずれかに従って、指向性アンテナの放射パターンを決定して無線通信する。 In step S 19, the CPU 101 uses the directional antenna to determine the radiation pattern of the directional antenna and perform wireless communication according to any of the settings indicated in the setting 321 of the radiation pattern switching table 32.

ステップＳ２１（ステップＳ１３においてＮＯの場合）において、ＣＰＵ１０１は、無指向性アンテナを使用して無線基地局と無線通信する。 In step S21 (in the case of NO in step S13), the CPU 101 performs radio communication with the radio base station using an omnidirectional antenna.

＜実施の形態１のまとめ＞
実施の形態１の携帯端末装置１００は、無指向性アンテナと指向性アンテナとを切り替えて通信するものであり、簡易な回路で放射パターンを切り替えることで、通信に要する電力を抑える。携帯端末装置１００は、無線基地局をサーチしている時は、無指向性アンテナを使用する。携帯端末装置１００は、通信する無線基地局が特定された場合には、指向性アンテナに切り替える。例えば、携帯端末装置１００は、携帯端末装置１００の移動にあわせて、指向性アンテナの放射パターンを切り替えて、無線基地局からの信号の受信感度を改善する。 <Summary of Embodiment 1>
The mobile terminal device 100 according to Embodiment 1 performs communication by switching between an omnidirectional antenna and a directional antenna, and suppresses power required for communication by switching a radiation pattern with a simple circuit. The portable terminal device 100 uses an omnidirectional antenna when searching for a radio base station. The portable terminal device 100 switches to a directional antenna when a wireless base station to communicate with is specified. For example, the mobile terminal device 100 switches the radiation pattern of the directional antenna as the mobile terminal device 100 moves, and improves the reception sensitivity of the signal from the radio base station.

実施の形態１において、アンテナの放射パターンを切り替えるため、グランドＧＮＤを選択することでイメージ電流の流れの方向を切り替える。実施の形態１の携帯端末装置１００は、複数のアンテナを用いるアダプティブアレイアンテナと比較して、簡易な構成で指向性アンテナの受信感度を改善することができ、回路規模を小さくすることができる。 In the first embodiment, in order to switch the radiation pattern of the antenna, the direction of the flow of the image current is switched by selecting the ground GND. Compared with an adaptive array antenna using a plurality of antennas, mobile terminal apparatus 100 according to Embodiment 1 can improve the reception sensitivity of a directional antenna with a simple configuration, and can reduce the circuit scale.

実施の形態１の携帯端末装置１００は、指向性アンテナの放射方向を効率よく切り替えるため、モータ等により指向性アンテナを駆動する場合等と比較すると、通信に要する電力を抑えることが可能になる。また、携帯端末装置１００は、指向性アンテナの放射パターンをグランド（ＧＮＤ）の切り換えで実現するため、回路規模が小さくなる。 Since the mobile terminal device 100 according to Embodiment 1 efficiently switches the radiation direction of the directional antenna, it is possible to suppress the power required for communication as compared with the case where the directional antenna is driven by a motor or the like. In addition, since the mobile terminal device 100 realizes the radiation pattern of the directional antenna by switching the ground (GND), the circuit scale is reduced.

＜実施の形態２＞
図１２から図１５を参照して、実施の形態２の携帯端末装置について説明する。実施の形態２の携帯端末装置は、人体が携帯端末装置に近接していることを検出するための人感センサを含んでおり、人体と携帯端末装置とが近接しているか否かを、人感センサの出力に基づき判別する。人体と携帯端末装置とが近接していると判別される場合に、携帯端末装置は、通信に使用するアンテナを、無指向性アンテナから指向性アンテナに切り替える。 <Embodiment 2>
With reference to FIGS. 12 to 15, the mobile terminal device according to the second embodiment will be described. The mobile terminal device according to the second embodiment includes a human sensor for detecting that the human body is close to the mobile terminal device, and determines whether the human body and the mobile terminal device are close to each other. The determination is made based on the output of the sensor. When it is determined that the human body and the mobile terminal device are close to each other, the mobile terminal device switches the antenna used for communication from the omnidirectional antenna to the directional antenna.

携帯端末装置と人体とが近接している場合（例えば、ユーザが携帯端末装置を把持している場合や膝の上に載せて使用している場合など）、人体の影響によりアンテナの放射パターンが変わり、人体に放射パターンが引き寄せられて、アンテナの受信感度に悪影響を及ぼす。そのため、携帯端末装置が起動した時や、携帯端末装置１００が無線通信する無線基地局を切り替える際など、携帯端末装置が無線基地局の方向を探索する場合に携帯端末装置が人体と近接する場合、ＣＰＵ１０１は、人体からの影響が少なくなるように通信に使用するアンテナを無指向性アンテナから指向性アンテナに切り替える。携帯端末装置は、無線基地局との通信の受信感度を測定しつつ、指向性アンテナの放射パターンを切り替える。以下の説明では、その一例として携帯機器を膝の上に乗せた場合を想定し、人体が携帯機器の下面に近接する場合を一例にして説明するが、人体の近接を検知するのは下面に限定されるものではなく、人感センサで検知できる全ての面で同様の動作をするものである。 When the mobile terminal device is close to the human body (for example, when the user is holding the mobile terminal device or using it on the knee), the radiation pattern of the antenna is affected by the human body. The radiation pattern is attracted to the human body, which adversely affects the reception sensitivity of the antenna. Therefore, when the mobile terminal device searches for the direction of the radio base station, such as when the mobile terminal device is activated or when the mobile terminal device 100 switches the radio base station with which radio communication is performed, the mobile terminal device approaches the human body. The CPU 101 switches the antenna used for communication from the omnidirectional antenna to the directional antenna so that the influence from the human body is reduced. The portable terminal device switches the radiation pattern of the directional antenna while measuring the reception sensitivity of communication with the radio base station. In the following description, as an example, a case where a mobile device is placed on the knee is assumed, and a case where the human body is close to the lower surface of the mobile device will be described as an example. It is not limited, and the same operation is performed on all surfaces that can be detected by the human sensor.

＜実施の形態２の構成＞
図１２は、実施の形態２の携帯端末装置２００の構成を示すブロック図である。図１に示す実施の形態１の携帯端末装置１００と比較すると、携帯端末装置２００は、人感センサ１９１、１９２、１９３、１９４および加速度センサ１１１を含む。携帯端末装置２００の人感センサ１９１、１９２、１９３、１９４は、グリップセンサによって実現することができる。 <Configuration of Embodiment 2>
FIG. 12 is a block diagram illustrating a configuration of the mobile terminal device 200 according to the second embodiment. Compared with portable terminal device 100 of the first embodiment shown in FIG. 1, portable terminal device 200 includes human sensors 191, 192, 193, 194 and acceleration sensor 111. The human sensors 191, 192, 193, 194 of the mobile terminal device 200 can be realized by grip sensors.

人感センサ１９１、１９２、１９３、１９４は、携帯端末装置２００に対する人体の位置を検出するためのセンサである。各グリップセンサは、例えば静電容量方式のタッチセンサにより実現することができる。例えばグリップセンサを携帯端末装置２００の側面に配置し、ＣＰＵ１０１が各グリップセンサの出力結果を受け付けて、ユーザがグリップセンサに接触している面積の大きさに応じて携帯端末装置２００に対する人体の位置を検出する。 The human sensors 191, 192, 193, 194 are sensors for detecting the position of the human body with respect to the mobile terminal device 200. Each grip sensor can be realized by, for example, a capacitive touch sensor. For example, the grip sensor is arranged on the side surface of the mobile terminal device 200, the CPU 101 receives the output result of each grip sensor, and the position of the human body relative to the mobile terminal device 200 according to the size of the area where the user is in contact with the grip sensor. Is detected.

加速度センサ１１１は、自装置の傾きを、重力方向の加速度として検出するためのセンサであり、例えば３軸加速度センサである。加速度センサ１１１は、検出した３軸の加速度をＣＰＵ１０１へ出力する。 The acceleration sensor 111 is a sensor for detecting the tilt of the apparatus as acceleration in the direction of gravity, and is, for example, a three-axis acceleration sensor. The acceleration sensor 111 outputs the detected triaxial acceleration to the CPU 101.

図１３は、携帯端末装置２００のハードウェア構成を表わした図である。図２に示す実施の形態１の携帯端末装置１００と比較すると、携帯端末装置２００は、人感センサ（グリップセンサ）１９１、１９２、１９３、１９４を含む。 FIG. 13 is a diagram illustrating a hardware configuration of the mobile terminal device 200. Compared with mobile terminal device 100 of the first embodiment shown in FIG. 2, mobile terminal device 200 includes human sensors (grip sensors) 191, 192, 193, 194.

人感センサ（グリップセンサ）１９１、１９２、１９３、１９４およびアンテナについて説明する。 Human sensors (grip sensors) 191, 192, 193, 194 and an antenna will be described.

図１４は、携帯端末装置２００の外観の構成を示す図である。図１４（Ａ）は、携帯端末装置２００の正面図である。図１４（Ｂ）は、携帯端末装置２００の背面図である。図１４（Ｃ）は、携帯端末装置２００の上端の側面を示す図である。図１４では、携帯端末装置２００がスマートフォンまたはタブレット端末の場合の例を示す。 FIG. 14 is a diagram illustrating an external configuration of the mobile terminal device 200. FIG. 14A is a front view of the mobile terminal device 200. FIG. 14B is a rear view of the mobile terminal device 200. FIG. 14C is a diagram illustrating a side surface of the upper end of the mobile terminal device 200. In FIG. 14, the example in case the portable terminal device 200 is a smart phone or a tablet terminal is shown.

図１４（Ａ）に示すように、携帯端末装置２００は、正面にタッチスクリーン１０８、操作キー１０５等の入力手段を備えてユーザの入力操作を受け付ける。また、携帯端末装置２００は、タッチスクリーン１０８によって情報を表示する。携帯端末装置２００の筐体の内部に複数のアンテナが配置されており、携帯端末装置２００（Ａ）に、各アンテナ（アンテナ１２１、アンテナ１２２およびアンテナ１２３）が内蔵されている位置を示す。 As shown in FIG. 14A, the mobile terminal device 200 includes input means such as a touch screen 108 and operation keys 105 on the front, and accepts user input operations. In addition, the mobile terminal device 200 displays information on the touch screen 108. A plurality of antennas are arranged inside the housing of the mobile terminal device 200, and the positions where each antenna (antenna 121, antenna 122, and antenna 123) is built in the mobile terminal device 200 (A) are shown.

図１４（Ｂ）と図１４（Ｃ）に示すように、携帯端末装置２００は、人体を検出するための人感センサとして、筐体の側面に複数のグリップセンサ（人感センサ１９１、人感センサ１９２、人感センサ１９３および人感センサ１９４）を配置して、各グリップセンサの出力結果に基づいて、ユーザが携帯端末装置２００を把持している部分を検出する。携帯端末装置２００の各側面において、上部に人感センサ１９１を配置し、下部に人感センサ１９４を配置し、右部（右側面）に人感センサ１９３を配置し、左部（左側面）に人感センサ１９２を配置する。また、図１４（Ａ）に、各人感センサ（人感センサ１９１、人感センサ１９２、人感センサ１９３および人感センサ１９４）の位置を点線で示す。 As shown in FIG. 14B and FIG. 14C, the mobile terminal device 200 has a plurality of grip sensors (human sensor 191, human sensor) on the side of the housing as human sensors for detecting a human body. The sensor 192, the human sensor 193, and the human sensor 194) are arranged, and a portion where the user is holding the mobile terminal device 200 is detected based on the output result of each grip sensor. On each side of the mobile terminal device 200, the human sensor 191 is arranged at the upper part, the human sensor 194 is arranged at the lower part, the human sensor 193 is arranged on the right part (right side), and the left part (left side). The human sensor 192 is disposed in the position. In FIG. 14A, the positions of the human sensors (human sensor 191, human sensor 192, human sensor 193, and human sensor 194) are indicated by dotted lines.

＜動作＞
図１５は、実施の形態２の携帯端末装置２００の動作を示すフローチャートである。実施の形態１で説明した処理については同一の参照符号を付すこととし、説明を繰り返さない。 <Operation>
FIG. 15 is a flowchart illustrating the operation of the mobile terminal device 200 according to the second embodiment. The processes described in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and description thereof will not be repeated.

ステップＳ２において、ＣＰＵ１０１は、初期状態では、無指向性アンテナを使用する。 In step S2, the CPU 101 uses an omnidirectional antenna in the initial state.

ステップＳ３において、ＣＰＵ１０１は、加速度センサ１１１の出力に基づいて、携帯端末装置２００の下面を判定する。 In step S 3, the CPU 101 determines the lower surface of the mobile terminal device 200 based on the output of the acceleration sensor 111.

ステップＳ５において、ＣＰＵ１０１は、人感センサ１９１、１９２、１９３、１９４の出力結果に基づいて、ユーザと携帯端末装置２００とが接触している位置を検出し、携帯端末装置２００の下面において人体と携帯端末装置２００とが近接しているか否かを判定する。例えば、携帯端末装置２００の下面に対応する人感センサ１９１、１９２、１９３、１９４において、人体が接触していることを示す信号が出力される場合に、人体が携帯端末装置２００に近接していると判定し、そうでない場合に、人体が携帯端末装置２００に近接していないと判定する。携帯端末装置２００の下面において人体と携帯端末装置２００とが近接していると判定される場合（ステップＳ５において、判定結果「近接している」）、ＣＰＵ１０１は、ステップＳ８の処理を行い、そうでない場合（ステップＳ５において、判定結果「近接していない」）、ＣＰＵ１０１は、ステップＳ６の処理を行う。 In step S 5, the CPU 101 detects the position where the user and the mobile terminal device 200 are in contact based on the output results of the human sensors 191, 192, 193, 194, and It is determined whether or not the mobile terminal device 200 is in proximity. For example, when the human sensor 191, 192, 193, 194 corresponding to the lower surface of the mobile terminal device 200 outputs a signal indicating that the human body is in contact, the human body is close to the mobile terminal device 200. If not, it is determined that the human body is not in proximity to the mobile terminal device 200. When it is determined that the human body and the mobile terminal device 200 are close to each other on the lower surface of the mobile terminal device 200 (in step S5, the determination result is “close”), the CPU 101 performs the process of step S8. If not (in step S5, the determination result “not close”), the CPU 101 performs the process of step S6.

ステップＳ６において、ＣＰＵ１０１は、無指向性アンテナを使用して基地局をサーチする。 In step S6, the CPU 101 searches for a base station using an omnidirectional antenna.

ステップＳ８において、ＣＰＵ１０１は、使用するアンテナを無指向性アンテナから指向性アンテナに切り替えて、指向性アンテナを使用して基地局をサーチする。ＣＰＵ１０１は、ステップＳ８の処理を行うと、ステップＳ１１の処理を行う。 In step S8, the CPU 101 switches the antenna to be used from the omnidirectional antenna to the directional antenna, and searches for a base station using the directional antenna. When the CPU 101 performs the process of step S8, the CPU 101 performs the process of step S11.

ステップＳ５およびステップＳ８の処理により、携帯端末装置が人体と近接する場合、ＣＰＵ１０１は、通信に使用するアンテナを無指向性アンテナから指向性アンテナに切り替えて基地局をサーチする。 When the portable terminal device is close to the human body by the processing in step S5 and step S8, the CPU 101 searches the base station by switching the antenna used for communication from the omnidirectional antenna to the directional antenna.

また、携帯端末装置を把持している手が指向性アンテナを覆っている場合には、手の影響を少なくするため、手で覆われていない無指向性アンテナに切り替える処理を加えることも可能である。 In addition, when the hand holding the mobile terminal device covers the directional antenna, it is possible to add a process of switching to an omnidirectional antenna that is not covered by the hand in order to reduce the influence of the hand. is there.

＜変形例＞
実施の形態２において、人感センサ１９１、１９２、１９３、１９４は、グリップセンサであるとして説明したが、人体を感知することができる他のセンサであってもよい。（ｉ）例えば、携帯端末装置２００の周辺の温度分布によって人体を感知する温度センサであってもよい。（ｉｉ）人感センサは、赤外線、超音波、可視光などを利用して人体の接触または近接を検知するセンサであってもよい。（ｉｉｉ）人感センサは、静電式、電界式、または圧力式のタッチセンサであってもよい。携帯端末装置２００のＣＰＵ１０１は、例えば人感センサが温度によって人体を感知する場合、人感センサから出力される温度の情報に基づいて、人体が携帯端末装置２００に接触しているか否かを判定する。メモリ３１は、人体と携帯端末装置２００とが近接していることを示す温度範囲の情報を記憶する。 <Modification>
In the second embodiment, the human sensors 191, 192, 193, 194 have been described as grip sensors, but may be other sensors that can sense a human body. (I) For example, a temperature sensor that senses a human body based on a temperature distribution around the mobile terminal device 200 may be used. (Ii) The human sensor may be a sensor that detects contact or proximity of a human body using infrared rays, ultrasonic waves, visible light, or the like. (Iii) The human sensor may be an electrostatic, electric field, or pressure type touch sensor. For example, when the human sensor detects a human body based on temperature, the CPU 101 of the mobile terminal device 200 determines whether or not the human body is in contact with the mobile terminal device 200 based on temperature information output from the human sensor. To do. The memory 31 stores temperature range information indicating that the human body and the mobile terminal device 200 are close to each other.

各実施の形態において、無指向性アンテナが１本、指向性アンテナが２本であるとして説明したが、これに限られない。 In each embodiment, it has been described that there is one omnidirectional antenna and two directional antennas, but the present invention is not limited to this.

各実施形態で説明した携帯通信装置は、プロセッサと、その上で実行されるプログラムにより実現される。本発明を実現するプログラムは、通信インタフェースを介してネットワークを利用した送受信等により提供される。 The mobile communication device described in each embodiment is realized by a processor and a program executed on the processor. The program for realizing the present invention is provided by transmission / reception using a network via a communication interface.

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものでないと考えられるべきである。この発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。 The embodiment disclosed this time must be considered as illustrative in all points and not restrictive. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, rather than the description above, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.

１０信号生成部、１１，２１トランシーバ、１２，２２パワーアンプ、１３，２３デュプレクサ、３０制御部、３１メモリ、３２放射パターン切替えテーブル、３３放射パターン設定情報、４０アンテナ切替え装置、４１放射パターン切替え部、１００，２００携帯端末装置、１０１ＣＰＵ、１０２ＲＯＭ、１０３ＲＡＭ、１０４フラッシュメモリ、１０５操作キー、１０６スピーカ、１０７カメラ、１０８タッチスクリーン、１１１加速度センサ、１１２無線通信ＩＦ、１２１アンテナ、１２２アンテナ、１２３アンテナ、１９１，１９２，１９３，１９４人感センサ、１０８１ディスプレイ、１０８２タッチパネル。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Signal generation part, 11, 21 Transceiver, 12, 22 Power amplifier, 13, 23 Duplexer, 30 Control part, 31 Memory, 32 Radiation pattern switching table, 33 Radiation pattern setting information, 40 Antenna switching apparatus, 41 Radiation pattern switching part , 100, 200 mobile terminal device, 101 CPU, 102 ROM, 103 RAM, 104 flash memory, 105 operation keys, 106 speaker, 107 camera, 108 touch screen, 111 acceleration sensor, 112 wireless communication IF, 121 antenna, 122 antenna, 123 Antenna, 191, 192, 193, 194 Human sensor, 1081 Display, 1082 Touch panel.

Claims

A portable terminal device,
Multiple antennas including omnidirectional and directional antennas;
An antenna switching unit capable of switching each of the plurality of antennas to a use state or a non-use state, and capable of switching a radiation pattern of each antenna in a use state;
A control unit for controlling the operation of the mobile terminal device,
The controller is
A selection unit that selects one of the omnidirectional antenna and the directional antenna as an antenna used by the mobile terminal device for communication;
When the mobile terminal device searches for a wireless device as a communication destination, the selection unit selects the omnidirectional antenna to perform the search, and when the wireless device is searched, the selection unit performs the search. A portable terminal device that selects a directional antenna and switches a radiation pattern of the directional antenna by the antenna switching unit based on a signal quality of communication with the searched wireless device.

The control unit, for each radiation pattern of each switchable antenna, when the signal quality of communication with the searched wireless device is less than a threshold, the selection unit selects the omnidirectional antenna, The mobile terminal device according to claim 1, wherein wireless communication with the searched wireless device is performed by the omnidirectional antenna.

The portable terminal device
For each wireless device that is a communication destination of the mobile terminal device, including a storage unit for storing radiation pattern information that associates the radiation pattern to be used,
When the searched wireless device is included in the radiation pattern information, the control unit communicates with the searched wireless device according to the radiation pattern indicated in the radiation pattern information, and the searched wireless device is When not included in the radiation pattern information, the selection unit selects the directivity antenna, and the antenna switching is performed on the radiation pattern of the directivity antenna based on the signal quality of communication with the searched wireless device. The portable terminal device according to claim 1, wherein the portable terminal device is switched by a unit.

The portable terminal device further includes:
A sensor for detecting that a human body is close to the mobile terminal device;
The control unit determines whether or not the mobile terminal device and a human body are close to each other based on an output result of the sensor. The portable terminal device according to any one of claims 1 to 3, wherein a communication antenna is selected to perform communication with the searched wireless device.

The portable terminal device further includes:
With an acceleration sensor,
The selection unit acquires an inclination of the mobile terminal device based on an output result of the acceleration sensor, and a human body is connected to the mobile terminal device based on an output of a sensor that detects that the human body is approaching. Based on the acquired inclination of the mobile terminal device and the range in which the user is close, the mobile terminal device and the human body are close to each other on the lower surface of the mobile terminal device. The mobile terminal device according to claim 4, wherein it is determined whether or not there is.