JP3372151B2 - Transmission / reception function expansion device for mobile phones - Google Patents

Transmission / reception function expansion device for mobile phones

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JP3372151B2
JP3372151B2 JP30065795A JP30065795A JP3372151B2 JP 3372151 B2 JP3372151 B2 JP 3372151B2 JP 30065795 A JP30065795 A JP 30065795A JP 30065795 A JP30065795 A JP 30065795A JP 3372151 B2 JP3372151 B2 JP 3372151B2
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Description

【発明の詳細な説明】 【0001】 【発明の属する技術分野】本発明は携帯電話の使用可能
エリアを拡張できるようにした携帯電話用送受信機能拡
張装置に関するものである。 【0002】 【従来の技術】移動電話システムは図6に示す如く、基
地1にコントロール局2と電話交換機3とを接続設置
し、電話交換機3には回線4を介して各加入者電話機5
が接続され、コントロール局2には例えば1.5Km間
隔毎に送信アンテナ6aと受信アンテナ6bを備えた中
継基地局(レピーター)61 、62 、63 がケーブル7
を介して接続されている。 【0003】しかして、今、携帯電話8が中継基地局6
1 の通信エリアA1 にあるときには中継基地局61 と携
帯電話8との間で通信を行い、携帯電話8が中継基地局
2の通信エリアA2 に移動して来ると、中継基地局62
と携帯電話8との間で通信を行うように、前記コント
ロール局2が自動的に通信を切り換えるようになってい
る。従って、携帯電話器を持った利用者は、場所を移動
して自由に通話できるし、通話場所を選ばない点で便利
である。 【0004】 【発明が解決しようとする課題】しかしながら、移動電
話システムの使用電波は800MHz帯域と、1500
MHzのUHF帯であるため、その電波の直進性故に鉄
筋コンクリート製建物の室内や地下室内などには電波が
届かず、移動電話サービスを受けられないのが現状であ
る。 【0005】本発明は上記の点に鑑み、鉄筋コンクリー
ト製建物の中や地下室などの携帯電話器が使えない場所
に設置し、自由に通話できるようにした携帯電話用送受
信機能拡張装置を提供することを目的としている。 【0006】 【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明は外部受信アンテナ及び送信アンテナと、内
部受信アンテナ及び送信アンテナと、前記各アンテナか
ら延びたケーブル端が接続できる接続端子を有する主装
置とを備え、該主装置内で外部受信アンテナの接続端子
と内部受信アンテナの接続端子との間を中継基地局か
らの電波のみを通過させるフィルターと該フィルターを
通過した電波を増幅させる増幅器とを、受信周波数を高
く選別増幅させるように接続し、外部送信アンテナの接
続端子と内部送信アンテナの接続端子との間をケーブル
又は基板パターンを介して直結し、中継基地局からの電
波を本来通話不能の場所にある携帯電話器へ感度よく伝
えることができるように構成したものである。 【0007】 【発明の実施の形態】以下、本発明に係わる携帯電話用
送受信の機能拡張装置の実施の形態について図1〜図5
に基づいて説明する。 【0008】図1において、10は外部受信アンテナ、
11は外部送信アンテナである。これらの外部アンテナ
10及び11は電解強度の良い場所を選んで建物12の
外部に図2に示す如く設置する。この場合、自動車やそ
の他の障害物により電解強度が変化しないような高さや
場所を選定することが必要である。 【0009】13は内部受信アンテナ、14は内部送信
アンテナである。これら内部アンテナ13及び14は室
内15のなるべく人が集まる場所の近く(図2では天井
に設置しているがこれに限らない)がよい。なお、室内
15の面積が広い場合には受信アンテナと送信アンテナ
を分岐し、その数を増やすこともある。 【0010】16は主装置で、該主装置16は前記各ア
ンテナ10、11、13、14から延びたケーブル10
a、11a、13a、14aを接続させる接続端子10
b、11b、13b、14bを有している。17は電源
に差し込むACアダプターである。 【0011】前記主装置16は室内15の適所に設置す
ればよいが、外部アンテナ10及び11と、内部アンテ
ナ13及び14を繋ぐものであるから、両者の最短距離
上におくことが肝要である。なお、前記ケーブル10
a、11a、13a、14aとしては同軸ケーブルを使
用して満足できる。 【0012】前記主装置16の内部には図3に示す如く
配線されている。即ち、前記外部受信アンテナ10の接
続端子10bと、内部受信アンテナ13の接続端子13
bとの間をバンドパスフィルター18及び増幅器19と
で接続され、前記外部送信アンテナ11の接続端子11
bと内部送信アンテナ14の接続端子14bとの間は伝
送ロスの少ないケーブル(基板パターン)20で接続さ
れている。 【0013】前記バンドパスフィルター18は移動電話
システムの中継基地局からの電波の周波数のみを通過さ
せるフィルターであり、増幅器19は前記内部受信アン
テナ13から放出する電波を増幅するためのものであ
る。これらバンドパスフィルター18及び増幅器19は
1段でも良いが、図示の例の如く2段に使用することに
より簡単な構成ながら800〜900MHz帯域(15
00MHz帯域でも可)の携帯電話用受信周波数を極め
て高く選別増幅させることが可能となる。 【0014】即ち、前記2つのバンドパスフィルター1
8はバンドエリミネーションフィルターを構成し、2つ
の増幅器19は該フィルターで減衰する分を補いながら
約30dBmの増幅を行えるから、図4の如く送信周波
数帯域Ftを減衰させながら受信周波数Frを増幅させ
る働きをすることとなる。従って、送信周波数Ftと受
信周波数Frが良く弁別されるため、携帯電話の特性で
ある、送信と受信を同時に使用するという条件下でも回
り込みにより発振等の異常事態になることがないもので
ある。なお、ここに使用する同軸ケーブルの減衰率は
「−3dB/10m」であり、室内までの敷設を考慮し
ても十分なゲインが得られる。 【0015】なお、前記外部送信アンテナ11の接続端
子11bと内部送信アンテナ14の接続端子14bとの
間は、単に伝送ロスの少ないケーブル(基板パターン)
20で直結しているが、携帯電話21から電波は、内部
送信アンテナ14→ケーブル20→外部送信アンテナ1
1を経て移動電話システムの中継基地局へ向けて放出さ
れるので、ゲインは高めなくても充分に送信可能であ
る。 【0016】次に、本願装置を所定の如く設置し、主装
置16の電源を入れている場合における携帯電話21と
移動電話システムの中継基地局との間の通話について説
明する。即ち、中継基地局からの電波は外部受信アンテ
ナ10で受領され、ケーブル10aから接続端子10b
を通り、主装置16内のバンドパスフィルター18及び
増幅器19を介して接続端子13bからケーブル13a
を伝って内部受信アンテナ13から受信電波として室内
15に放出される。利用者の携帯電話21はその増幅さ
れた電波を受信し、通話可能状態となる。 【0017】一方、携帯電話21からの電波は、内部送
信アンテナ14に受領され、ケーブル14a、接続端子
14b、主装置16内のケーブル20、接続端子11b
及びケーブル11aを経て外部送信アンテナ11より最
寄りの中継基地局へ送出されるから、従来不可能であっ
た屋内や地下等の不感地域における携帯電話での通話が
可能となるものである。 【0018】なお、図5(a)に示す如く携帯電話21
の表示窓22に「圏外」の表示23が出ていても、主装
置16の電源を入れることにより、直ぐに(b)に示す
如く通話可能の「電波強度」の表示24が表れるように
なる。 【0019】 【発明の効果】以上の如く、本発明に係わる携帯電話用
送受信機能拡張装置は外部受信アンテナ及び送信アンテ
ナと、内部受信アンテナ及び送信アンテナと、前記各ア
ンテナから延びたケーブル端が接続できる接続端子を有
する主装置とを備え、該主装置内で外部受信アンテナの
接続端子と内部受信アンテナの接続端子との間を中継
基地局からの電波のみを通過させるフィルターと該フィ
ルターを通過した電波を増幅させる増幅器とを、受信周
波数を高く選別増幅させるように接続し、外部送信アン
テナの接続端子と内部送信アンテナの接続端子との間を
ケーブル又は基板パターンを介して直結したことを特徴
としているから、移動電話システムの中継基地局の通信
エリア内であれば、外部アンテナを建物外に、内部アン
テナを建物内にそれぞれ設置し、これら内外アンテナを
建物内の適所に設置した主装置を介して接続することに
より、今までは通話不可能であった建物の中や地下等の
ような場所においても、携帯電話の使用が可能になると
いう優れた効果を奏するものである。 【0020】また、本発明は、極めて少ない部品にて構
成しながら高性能な選択度を可能とし、しかも簡易な付
設工事を行うだけで、移動電話システムの中継基地局の
通信エリアを建物内や地下室などの不感地域まで拡張で
きるという優れた効果を奏するものである。
Description: BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a transmission / reception function expansion device for a portable telephone, which can extend the usable area of the portable telephone. 2. Description of the Related Art In a mobile telephone system, as shown in FIG. 6, a control station 2 and a telephone exchange 3 are connected and installed at a base 1, and each telephone 5 is connected to the telephone exchange 3 via a line 4.
Are connected to the control station 2, and relay base stations (repeaters) 6 1 , 6 2 , 6 3 provided with a transmission antenna 6 a and a reception antenna 6 b at intervals of, for example, 1.5 km.
Connected through. [0003] Now, the mobile phone 8 is connected to the relay base station 6.
When in the first communication area A 1 communicates with the relay base station 6 1 and the mobile telephone 8, the mobile phone 8 come moves to the communication area A 2 of the relay base station 6 2, relay base station 6 2
The control station 2 automatically switches the communication so as to perform communication between the control station 2 and the mobile phone 8. Therefore, a user with a mobile phone can move freely from one place to another and talk freely. [0004] However, the radio wave used by the mobile telephone system has an 800 MHz band and 1500 radio waves.
In the UHF band of MHz, radio waves do not reach rooms such as reinforced concrete buildings and underground rooms due to the straightness of radio waves, and mobile telephone services cannot be received. SUMMARY OF THE INVENTION In view of the above, the present invention provides a portable telephone transmission / reception function expansion device which can be installed in a reinforced concrete building or in a basement or the like where a portable telephone cannot be used to enable free communication. It is an object. In order to achieve the above object, the present invention provides an external receiving antenna and a transmitting antenna, an internal receiving antenna and a transmitting antenna, and a connection to which a cable end extending from each of the antennas can be connected. and a main device having a terminal, between the connection terminal and the connection terminal in the receiving antenna of the external receiving antenna in the main unit, the filter and the filter for passing only radio waves from the relay base station
An amplifier for amplifying a radio wave having passed through the high reception frequency
Cable to connect the external transmission antenna connection terminal and the internal transmission antenna connection terminal.
Alternatively, it is configured such that radio waves from the relay base station can be transmitted with high sensitivity to a mobile phone located in a place where communication is originally impossible, through direct connection via a board pattern . FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of a transmission / reception function expansion device for a portable telephone according to the present invention; FIG.
It will be described based on. In FIG. 1, reference numeral 10 denotes an external receiving antenna,
Reference numeral 11 denotes an external transmitting antenna. These external antennas 10 and 11 are installed outside the building 12 as shown in FIG. In this case, it is necessary to select a height and a place where the electrolytic strength does not change due to a vehicle or other obstacles. Reference numeral 13 denotes an internal receiving antenna, and 14 denotes an internal transmitting antenna. These internal antennas 13 and 14 are preferably located near a place where people gather in the room 15 as much as possible (in FIG. 2, they are installed on the ceiling but are not limited to this). When the area of the room 15 is large, the receiving antenna and the transmitting antenna may be branched and the number may be increased. Reference numeral 16 denotes a main unit, and the main unit 16 is a cable 10 extending from each of the antennas 10, 11, 13, and 14.
a, connection terminals 10 for connecting 11a, 13a, 14a
b, 11b, 13b and 14b. Reference numeral 17 denotes an AC adapter to be plugged into a power supply. The main unit 16 may be installed at an appropriate place in the room 15, but since the external antennas 10 and 11 are connected to the internal antennas 13 and 14, it is important that the main unit 16 be located at the shortest distance between them. . The cable 10
As a, 11a, 13a and 14a, it is satisfactory to use coaxial cables. The inside of the main unit 16 is wired as shown in FIG. That is, the connection terminal 10b of the external reception antenna 10 and the connection terminal 13 of the internal reception antenna 13
b is connected by a band-pass filter 18 and an amplifier 19 to the connection terminal 11 of the external transmission antenna 11.
b and the connection terminal 14b of the internal transmission antenna 14 are connected by a cable (substrate pattern) 20 with a small transmission loss. The band-pass filter 18 is a filter for passing only the frequency of radio waves from the relay base station of the mobile telephone system, and the amplifier 19 is for amplifying the radio waves emitted from the internal receiving antenna 13. Although the bandpass filter 18 and the amplifier 19 may be provided in one stage, the bandpass filter 18 and the amplifier 19 may be used in two stages as shown in FIG.
It is possible to select and amplify the mobile phone reception frequency (a 00 MHz band is also possible). That is, the two band-pass filters 1
Reference numeral 8 denotes a band elimination filter, and the two amplifiers 19 can amplify about 30 dBm while compensating for attenuation by the filter. Therefore, as shown in FIG. 4, amplify the reception frequency Fr while attenuating the transmission frequency band Ft. It will work. Therefore, since the transmission frequency Ft and the reception frequency Fr are well distinguished, an abnormal situation such as oscillation due to sneak-through does not occur even under the condition of simultaneous use of transmission and reception, which is a characteristic of a mobile phone. Note that the attenuation factor of the coaxial cable used here is “−3 dB / 10 m”, and a sufficient gain can be obtained even in consideration of laying indoors. The cable between the connection terminal 11b of the external transmission antenna 11 and the connection terminal 14b of the internal transmission antenna 14 is simply a cable with a small transmission loss (board pattern).
20, the radio wave from the mobile phone 21 is transmitted from the internal transmitting antenna 14 to the cable 20 to the external transmitting antenna 1
Since the signal is transmitted to the relay base station of the mobile telephone system via 1, it is possible to transmit sufficiently without increasing the gain. Next, a description will be given of a call between the portable telephone 21 and the relay base station of the mobile telephone system when the apparatus of the present invention is installed as specified and the main apparatus 16 is turned on. That is, the radio wave from the relay base station is received by the external receiving antenna 10, and the connection terminal 10b is connected to the cable 10a.
Through the band-pass filter 18 and the amplifier 19 in the main unit 16 to the cable 13a from the connection terminal 13b.
And is emitted into the room 15 as a received radio wave from the internal receiving antenna 13. The user's mobile phone 21 receives the amplified radio wave and enters a callable state. On the other hand, a radio wave from the mobile phone 21 is received by the internal transmitting antenna 14, and the cable 14a, the connection terminal 14b, the cable 20 in the main device 16, and the connection terminal 11b
Since the signal is transmitted from the external transmitting antenna 11 to the nearest relay base station via the cable 11a, it is possible to make a call using a mobile phone in a blind area such as indoors or underground, which was impossible in the past. Note that, as shown in FIG.
Even if the display 23 of "out of service area" is displayed on the display window 22, the display 24 of the "radio wave strength" that allows communication can be immediately displayed as shown in FIG. As described above, the transmitting and receiving function expansion device for a portable telephone according to the present invention has an external receiving antenna and a transmitting antenna, an internal receiving antenna and a transmitting antenna, and a cable end extending from each of the antennas. and a main device having a connectable terminal, between the connection terminal and the connection terminal in the receiving antenna of the external receiving antenna in the main unit, a filter and said passing only radio waves from the relay base station Fi
An amplifier for amplifying the radio wave which has passed through Luther, receiving peripheral
Connect so that the wave number is selected and amplified, and connect between the connection terminal of the external transmission antenna and the connection terminal of the internal transmission antenna.
Since it is characterized by being directly connected via a cable or a board pattern , if it is within the communication area of the relay base station of the mobile telephone system, an external antenna is installed outside the building, and an internal antenna is installed inside the building. By connecting the antenna via the main device installed in the proper place in the building, it will be possible to use the mobile phone even in places such as buildings and basements where it was impossible to talk until now. It has excellent effects. Further, the present invention enables high-performance selectivity while being configured with extremely few components, and also enables the communication area of the relay base station of the mobile telephone system to be set in a building or the like by performing simple installation work. This is an excellent effect that it can be extended to blind areas such as basements.

【図面の簡単な説明】 【図1】本発明の概要を示す説明図である。 【図2】本発明の設置状態を示す建物の略示的説明図で
ある。 【図3】主装置の内部の略示的説明図である。 【図4】受信周波数帯域及び送信周波数帯域とゲインと
の関係を示す図である。 【図5】(a)、(b)は携帯電話の表示窓を示す略示
的説明図である。 【図6】移動電話システムの概要を示す図である。 【符号の説明】 1 基地 2 コントロール局 3 電話交換機 4 回線 5 加入者電話機 61 、62 、63 中継基地局 6a 送信アンテナ 6b 受信アンテナ 7 ケーブル 8 携帯電話 A1 、A2 通信エリア 10 外部受信アンテナ 11 外部送信アンテナ 12 建物 13 内部受信アンテナ 14 内部送信アンテナ 15 室内 16 主装置 17 ACアダプター 18 バンドパスフィルター 19 増幅器 20 ケーブル 21 携帯電話 22 携帯電話の表示窓 23 「圏外」の表示 24 「電波強度」の表示
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is an explanatory diagram showing an outline of the present invention. FIG. 2 is a schematic explanatory view of a building showing an installation state of the present invention. FIG. 3 is a schematic explanatory view of the inside of a main device. FIG. 4 is a diagram illustrating a relationship between a reception frequency band, a transmission frequency band, and a gain. FIGS. 5A and 5B are schematic explanatory diagrams showing display windows of a mobile phone. FIG. 6 is a diagram showing an outline of a mobile telephone system. [Description of Signs] 1 Base 2 Control station 3 Telephone exchange 4 Line 5 Subscriber telephone 6 1 , 6 2 , 6 3 Relay base station 6a Transmit antenna 6b Receive antenna 7 Cable 8 Mobile phone A 1 , A 2 Communication area 10 External Receiving antenna 11 External transmitting antenna 12 Building 13 Internal receiving antenna 14 Internal transmitting antenna 15 Room 16 Main unit 17 AC adapter 18 Bandpass filter 19 Amplifier 20 Cable 21 Cell phone 22 Cell phone display window 23 "Out of range" display 24 "Electric wave" Display of "strength"

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平6−140988(JP,A) 特開 平7−193533(JP,A) 特開 平4−82330(JP,A) 特開 平5−284074(JP,A) 特開 平6−112891(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H04B 7/26,7/15 H04Q 7/00 - 7/38 ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (56) References JP-A-6-140988 (JP, A) JP-A-7-193533 (JP, A) JP-A-4-82330 (JP, A) JP-A-5-193 284074 (JP, A) JP-A-6-112891 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) H04B 7/26, 7/15 H04Q 7/00-7/38

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】 【請求項1】 外部受信アンテナ及び送信アンテナと、
内部受信アンテナ及び送信アンテナと、前記各アンテナ
から延びたケーブル端が接続できる接続端子を有する主
装置とを備え、該主装置内で外部受信アンテナの接続端
子と内部受信アンテナの接続端子との間を中継基地局
からの電波のみを通過させるフィルターと該フィルター
を通過した電波を増幅させる増幅器とを、受信周波数を
高く選別増幅させるように接続し、外部送信アンテナの
接続端子と内部送信アンテナの接続端子との間をケーブ
ル又は基板パターンを介して直結したことを特徴とする
携帯電話用送受信機能拡張装置。
(57) [Claims 1] An external receiving antenna and a transmitting antenna,
An internal receiving antenna and a transmitting antenna; and a main device having a connection terminal to which a cable end extending from each of the antennas can be connected. the filter and the filter for passing only radio waves from the relay base station
An amplifier for amplifying the radio wave which has passed through, the receiving frequency
Highly selective amplification is connected, and a cable is connected between the connection terminal of the external transmission antenna and the connection terminal of the internal transmission antenna.
A transmission / reception function expansion device for a mobile phone, wherein the transmission / reception function expansion device is directly connected via a file or a substrate pattern .
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