JP3667667B2

JP3667667B2 - Portable radio

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Publication number: JP3667667B2
Application number: JP2001247402A
Authority: JP
Inventors: 拓也小嶋; 哲也齋藤
Original assignee: 埼玉日本電気株式会社
Priority date: 2001-08-16
Filing date: 2001-08-16
Publication date: 2005-07-06
Anticipated expiration: 2021-08-16
Also published as: JP2003060416A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、携帯無線機に関し、特に２つの周波数帯に対応可能に構成された携帯無線機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般的に、携帯無線機のアンテナ部は伸張収納可能な構造となっており、携帯無線機を使用していないときあるいは待機状態のときには、コンパクトにして持ち運びに便利にするためにアンテナ部を機器内に収納しておき、発呼あるいは着信を受けて通話を行っているときには、アンテナ感度特性を良くして良好な通話品質を保つためにアンテナ部を機器外へ伸張させて使用する。
【０００３】
図１４は、このようなアンテナ部の伸張収納可能な携帯無線機に用いられている従来のアンテナ部の構成を示しており、先端のヘリカルアンテナカバー２６の中に配置されたヘリカルアンテナ２０と、その下の棒状のストレートアンテナカバー２７部分に配置されたストレートアンテナ２２とからなり、ホイップアンテナとして構成されている。
【０００４】
そして、アンテナ部が収納されているときには収納時給電金具接続部２３が携帯無線機の送受信部と接続されることによりヘリカルアンテナ２０が動作し、アンテナ部が伸張されたときには伸張時給電金具接続部２４が携帯無線機の送受信部と接続されることによりストレートアンテナ２２が動作する構造となっている。
【０００５】
一方、携帯無線機加入者数の増加に伴い、８００ＭＨｚ帯とともに１．５ＧＨｚ帯の２つの周波数帯で使用することが可能な携帯無線機（デュアルバンド機）が求められており、このようなシステムに対応するため、アンテナもこの２つの周波数帯で動作可能な構成とすることが求められている。
【０００６】
従来、例えば１．５ＧＨｚ帯のＰＤＣ電話と１．９ＧＨｚ帯のＰＨＳ電話に対して、この２つの周波数帯で共用可能な構成を備えたアンテナの例が、特開平１０−２２７３０号公報に記載されている。
【０００７】
図１５は、上記公報に記載されているアンテナの構成を示しており、ＰＤＣ用アンテナとして動作する第１のヘリカルアンテナエレメント２０の基端と、ＰＨＳ用アンテナとして動作する第２のヘリカルアンテナエレメント２１の基端とが直接接続され、共通の給電点を有することにより、周波数帯域の異なる２つの信号を送受信できるアンテナ構成としている。２つのヘリカルアンテナへの給電は、給電金具より収納時給電金具接続部２３を介しておこなわれる。サポート金具２５はアンテナ部を筐体に固定するために用いられる。
【０００８】
第１のヘリカルアンテナエレメント２０は、巻径が小さいので、適宜にピッチを定めて高い共振周波数ｆ_Ｈに設定され、第２のヘリカルアンテナエレメント２１は、巻径が大きく適宜にピッチを定めることで、低い共振周波数ｆ_Ｌに設定されている。そして、第１と第２のヘリカルアンテナエレメント２０と２１の実効長を、それぞれ共振周波数ｆ_Ｈ、ｆ_Ｌに対してλ／４に設定することにより、その出力インピーダンスがそれぞれ５０Ωとなり、無線通信機の入力インピーダンスを５０Ωとすることにより、２つの周波数帯に対して整合回路を介することなくアンテナ出力信号を無線通信機に入力することを可能にしている。
【０００９】
図１６は、ヘリカルアンテナを２周波帯で共用可能とする他の構成例を示しており、内側の第１のヘリカルアンテナ２０へは、給電金具より収納時給電金具接続部２３を介して直接給電して動作させ、一方、外側の第２のヘリカルアンテナ２１は両端開放とし、この外側の第２のヘリカルアンテナ２１へは、給電金具から直接給電せずに、内側の第１のヘリカルアンテナ２０と交流的に結合することで動作させることにより２周波帯共用アンテナとして構成される。サポート金具２５はアンテナ部を筐体に固定するために用いられる。
【００１０】
この構成例では、第１のヘリカルアンテナ２０の実効長を共振周波数ｆ_Ｌのλ／４に設定した場合、両端開放の第２のヘリカルアンテナ２１の実効長は共振周波数ｆ_Ｈのλ／２に設定される。それにより各ヘリカルアンテナの出力インピーダンスは各動作周波数帯でほぼ等しくなり、所望の２つの周波数で効率的に動作させることができる。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
上記２周波帯で共用可能な構成のアンテナを、例えば８００ＭＨｚ帯と１．５ＧＨｚ帯の２つの周波数帯を共用するデュアルバンド機に適用した場合、アンテナ収納時に動作するヘリカルアンテナ２０と２１については、その巻径およびピッチを調整することにより、８００ＭＨｚ帯と１．５ＧＨｚ帯の２つの周波数帯に対してその実効長をλ／４に設定することにより、上記２つの周波数帯でのインピーダンスを比較的近い値とすることができるので、２つの周波数帯に対して特に整合回路を介さなくてもアンテナ出力信号を無線通信機に入力することが可能となる。
【００１２】
一方、アンテナ伸張時に動作するストレートアンテナ２２では、このような２つの周波数帯で動作させることは困難である。例えば、ストレートアンテナ２２を８００ＭＨｚ帯と１．５ＧＨｚ帯で共用しようとすると、ストレートアンテナ長を８００ＭＨｚ帯でλ／４に設定してアンテナを動作させた場合には、１．５ＧＨｚ帯では約λ／２長のアンテナとなり、逆に、ストレートアンテナ長を１．５ＧＨｚ帯においてλ／４の長さに設定すると、８００ＭＨｚ帯では約λ／８長のアンテナとなってしまう。
【００１３】
従って、アンテナ伸張時に動作するストレートアンテナ２２では、一方の帯域でλ／４の長さに設定すると、他方の帯域ではそのインピーダンスの値が大きく異なってくる。そこで、ストレートアンテナ２２のエレメント長を適当な長さに調整することにより、２つの帯域でインピーダンスがより近い値になる長さに設定することが考えられるが、ストレートアンテナのエレメント長を調整すると、ヘリカルアンテナとのインピーダンスの差が発生し、最適な整合がとれなくなるという問題が生ずる。
【００１４】
上記公開公報では、アンテナの収納時及び伸張時の何れにおいても２周波帯で共用可能とするために、第１のヘリカルアンテナエレメント２０をＰＤＣ信号の１．５ＧＨｚに対してλ／４の実効長に設定するとともに第２のヘリカルアンテナエレメント２１をＰＨＳ信号の１．９ＧＨｚに対してλ・３／８の実効長に設定し、一方、ストレートアンテナ２２は、ＰＤＣ信号の１．５ＧＨｚに対してλ／４の実効長とし、ＰＨＳ信号の１．９ＧＨｚに対しては略λ・３／８の実効長となるようにしている。
【００１５】
そして、１．５ＧＨｚ帯のＰＤＣ信号によるアンテナ出力信号はそのままＰＤＣ電話機に入力し、一方、１．９ＧＨｚ帯のＰＨＳ信号によるアンテナ出力信号は適宜な整合回路を介してＰＨＳ電話機に入力することによって、ＰＤＣとＰＨＳに対してアンテナ引き出し時及び収納時に整合をとる構成が開示されている。
【００１６】
しかしながら、上記公開公報で提案されている引き出し時及び収納時２周波対応アンテナ構成の場合、ＰＤＣ信号の１．５ＧＨｚに対してλ／４の実効長に設定された第１のヘリカルアンテナエレメント２０は、実質的にＰＨＳ信号の１．９ＧＨｚに対してλ・３／８の実効長のアンテナとしても動作し、また、ＰＨＳ信号の１．９ＧＨｚに対してλ・３／８の実効長に設定された第２のヘリカルアンテナエレメント２１は、実質的にＰＤＣ信号の１．５ＧＨｚに対してλ／４の実効長のアンテナとしても動作してしまうために、アンテナ収納時には、実質的に並列に接続された２つのヘリカルアンテナ２０と２１が動作している状態となる。そのため収納時のヘリカルアンテナの出力インピーダンスは略１／２となってしまい、アンテナ伸張時の各出力インピーダンスとは異なった値となり、新たな不整合が生ずるという問題がある。
【００１７】
本発明の目的は、上記問題点に鑑み、アンテナが伸張しているとき及び収納しているときの何れの場合にも、２つの周波数帯で良好に整合がとれる携帯無線機を提供することにある。
【００１８】
本発明の他の目的は、アンテナが伸張状態であるか収納状態であるかを検知するための手段を提供することにある。
【００１９】
本発明の他の目的は、アンテナの収納、伸張情報と、周波数帯の選択情報の組合せに応じて、最小限の整合回路により、全ての状態で良好な通話品質を確保する手段を提供することにある。
【００２０】
【課題を解決するための手段】
本発明は、一端に収納時給電金具接続部が設けられ、アンテナ収納状態において互いに異なる第１及び第２の２つの周波数帯に対してそれぞれλ／４の実効長アンテナとして動作する第１及び第２のヘリカルアンテナと、一端に伸張時給電金具接続部が設けられ、アンテナ伸張状態において動作し、かつ前記第１の周波数帯に対してλ／４の実効長アンテナとなるストレートアンテナとを有する収納伸張可能なホイップアンテナと、前記ホイップアンテナの伸張状態を検知するアンテナ伸張検知部と、前記第１及び第２の周波数帯の何れが使用されているかを示す信号を出力する周波数選択信号出力部と、前記ストレートアンテナが前記第２の周波数帯で動作しているときに前記ストレートアンテナと送受信部間のインピーダンス整合をとるための第１の整合回路と、前記アンテナ伸張検知部から前記ホイップアンテナが伸張状態であることを示す信号が出力され、かつ前記周波数選択信号出力部から前記第２の周波数帯が使用されていることを示す信号が出力されているとき、前記第１の整合回路を前記ストレートアンテナと送受信部間に接続する切換スイッチとを備えることにより、前記２つの周波数帯で使用可能に構成した携帯無線機をその特徴とする。
【００２１】
また、本発明は、一端に収納時給電金具接続部が設けられ、アンテナ収納状態において互いに異なる第１及び第２の２つの周波数帯の一方に対してλ／４の実効長アンテナとして動作する第１のヘリカルアンテナと、前記第１のヘリカルアンテナと交流的に結合され、アンテナ収納状態において前記２つの周波数帯の他方に対して両端開放のλ／２の実効長アンテナとして動作する第２のヘリカルアンテナと、一端に伸張時給電金具接続部が設けられ、アンテナ伸張状態において動作し、かつ前記第１の周波数帯に対してλ／４の実効長アンテナとなるストレートアンテナとを有する収納伸張可能なホイップアンテナと、前記ホイップアンテナの伸張状態を検知するアンテナ伸張検知部と、前記第１及び第２の周波数帯の何れが使用されているかを示す信号を出力する周波数選択信号出力部と、前記ストレートアンテナが前記第２の周波数帯で動作しているときに前記ストレートアンテナと送受信部間のインピーダンス整合をとるための第１の整合回路と、前記アンテナ伸張検知部から前記ホイップアンテナが伸張状態であることを示す信号が出力され、かつ前記周波数選択信号出力部から前記第２の周波数帯が使用されていることを示す信号が出力されているとき、前記第１の整合回路を前記ストレートアンテナと送受信部間に接続する切換スイッチとを備えることにより、前記２つの周波数帯で使用可能に構成した携帯無線機をその特徴とする。
【００２２】
また、本発明は、前記構成に加えて、前記アンテナ伸張検知部から前記ホイップアンテナが収納状態であることを示す信号が出力されているとき、または前記アンテナ伸張検知部から前記ホイップアンテナが伸張状態であることを示す信号が出力され、かつ前記周波数選択信号出力部から前記第１の周波数帯が使用されていることを示す信号が出力されているときに、前記切換スイッチにより、前記ヘリカルアンテナまたは前記ストレートアンテナと送受信部間に接続される第２の整合回路を備えていることを特徴とする。
【００２３】
なお、この第２の整合回路は、第１，第２の周波数帯に対する各λ／４ヘリカルアンテナおよび第１の周波数帯に対するλ／４ストレートアンテナのそれぞれの出力インピーダンスと携帯無線機の送受信部の入出力インピーダンスが予め整合状態に設定されている場合には省略することができる。
【００２４】
また、本発明のアンテナ伸張検知部は、前記ホイップアンテナが収納状態のとき前記ストレートアンテナの一端に設けられた伸張時給電金具接続部が位置する場所に設けられ、前記伸張時給電金具接続部による物理的な作用を受けてアンテナの収納状態または伸張状態を示す信号を出力する手段により構成されていることを特徴とする。
【００２５】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の第１の実施形態による折り畳み形携帯無線機の全体構成を示す斜視図であり、図２〜図３は、本実施形態におけるアンテナ部の伸張・収納を検知する構成を示す図、図４〜図５は、インピーダンス整合回路切換え制御部の一例を示す回路およびその入出力信号の関係を示す図、図６〜図７は、インピーダンス整合回路の切換え回路の例を示す図である。
【００２６】
本実施の形態による折り畳み形携帯無線機は、ヒンジ部７により折り畳み可能に構成された上部筐体１と下部筐体４とからなる。上部筐体４には、上部筐体回路部３、レシーバ９、表示部１０等が配置された上部筐体回路基板２が収納されている。下部筐体４には、下部筐体回路部６、電池１３、キー操作部１４等が配置された下部筐体回路基板５が収納されている。
【００２７】
下部筐体回路基板５にはさらに、伸張・収納することが可能なアンテナ部１１と、給電金具１２と、アンテナ伸張検知部１５と、制御信号により整合回路を切換えることが可能なインピーダンス整合回路１８と、整合回路制御部１９が配置されている。
【００２８】
アンテナ部１１は、前記図１５または図１６に示すアンテナ構成と同様であり、先端部に配置されて収納時に動作する２重構造の２周波対応ヘリカルアンテナ２０，２１と、その下部に配置されて伸張時に動作するストレートアンテナ２２とからなり、ホイップアンテナとして構成されている。そして、このホイップアンテナが下部筐体４内に収納されているときには、収納時給電金具接続部２３が給電金具１２と接続され、伸張状態のときには、収納時給電金具接続部２４が給電金具１２と接続される。
【００２９】
アンテナ伸張検知部１５は、図２〜図３に示すように、アンテナ部１１が筐体内に収納されたときに伸張時給電金具接続部２４が到達する位置に配置された下部筐体回路基板５上のアンテナ伸張金具１６とアンテナ伸張検知端子１７によって構成され、アンテナ部１１の伸張・収納を検知する部分となっている。
【００３０】
アンテナ部１１が収納されているときには、アンテナ伸張検知金具１６がアンテナ部１１の末端に設けられた伸張時給電金具接続部２４によって押しつけられてアンテナ伸張検知端子１７と接触することによりアンテナの収納が検知され（図２（ａ）、図３（ａ））、アンテナ部１１が伸張されている場合には、アンテナ伸張検知金具１６とアンテナ伸張検知端子１７との接触が開放されることによりアンテナの伸張が検知される（図２（ｂ）、図３（ｂ））。
【００３１】
アンテナ伸張検知部１５の検知信号は整合回路制御部１９に出力される。整合回路制御部１９は、図４に示すように、アンテナ伸張検知部１５からのアンテナ状態検知信号（収納状態と伸張状態）と、動作周波数として２つの周波数帯（８００ＭＨｚと１．５ＧＨｚ）の何れが選択されているかを示す周波数選択信号とが入力されるＡＮＤゲートを備えており、両者の論理積情報を出力する。
【００３２】
インピーダンス整合回路１８は、図６（ａ）に示すように、アンテナ収納時またはアンテナ伸張状態であって８００ＭＨｚ帯が選択されている時に用いられる８００ＭＨｚ帯用整合回路と、アンテナ伸張状態であって１．５ＧＨｚ帯が選択されている時に用いられる１．５ＧＨｚ帯伸張用整合回路と、これら２つの整合回路を前記ＡＮＤゲート出力信号により切換える切換スイッチによって構成されている。
【００３３】
切換スイッチは、例えば図６（ｂ）に示すように、ＰＩＮダイオードを用いたスイッチによって構成することができるが、ＦＥＴを用いたスイッチ、あるいは機械式スイッチ等、適宜のスイッチを用いて構成することができる。
【００３４】
図７は、インピーダンス整合回路１８をより具体化した他の実施例を示しており、ＡＮＤゲート出力信号によりＰＩＮダイオードをオン、オフ制御することによって、整合回路の切換えを行っている。
【００３５】
この実施例では、ＰＩＮダイオードがオフのときには、インダクタンスＬ１，Ｌ２，及びキャパシタンスＣ１からなる回路により８００ＭＨｚ帯用整合回路が構成される。Ｌ１，Ｌ２，Ｃ１の値は、８００ＭＨｚ帯においてアンテナと送受信部間の整合がとれるように設定される。
【００３６】
また、ＰＩＮダイオードがオンのときには、キャパシタンスＣ２とインダクタンスＬ３とからなる直列回路が、８００ＭＨｚ帯用整合回路のキャパシタンスＣ１に対して並列に接続されることにより１．５ＧＨｚ帯伸張用整合回路が構成される。Ｌ１，Ｌ２，Ｃ１の値は８００ＭＨｚ帯用整合回路と共通であるが、Ｃ２，Ｌ３の値は、１．５ＧＨｚにおいてアンテナと送受信部間のインピーダンス整合がとれるように設定される。
【００３７】
なお、本実施形態における折り畳み形携帯無線機の主要寸法は、上部筐体１及び下部筐体４のそれぞれの大きさは約８５ｍｍ×５０ｍｍである。ヘリカルアンテナの大きさは、第１のヘリカルアンテナ２０は、約４φｍｍ（径）×約１５ｍｍ（高さ）、第２のヘリカルアンテナ２１は、約５φｍｍ（径）×約２０ｍｍ（高さ）となっている。ヘリカルアンテナのエレメント長及び巻数は、内側が８００ＭＨｚ帯において実効長がλ／４に、外側が１．５ＧＨｚ帯において実効長がλ／２となるような寸法にそれぞれ設定されている。ストレートアンテナ２２の寸法は、約１φｍｍ（径）×約７０ｍｍ（長さ）となっており、低い周波数帯（８００ＭＨｚ）で約λ／４の長さとしている。
【００３８】
次に、本発明の動作について図１〜図７を参照して詳細に説明する。
【００３９】
まず、図２（ａ）及び図３（ａ）に示されているように、アンテナ部１１が下部筐体４に収納された状態のときには、伸張時給電金具接続部２４によりアンテナ伸張検知金具１６が押しつけられ、アンテナ伸張検知金具１６とアンテナ伸張検知端子１７とが接触することにより、アンテナ部１１が収納状態であることを検知する。アンテナ部１１が伸張しているときは、図２（ｂ）及び図３（ｂ）に示されているように、アンテナ伸張検知金具１６とアンテナ伸張検知端子１７が離れ、アンテナ部１１が伸張状態であることを検知する。
【００４０】
図４〜図５に示すように、アンテナ部１１が下部筐体４に収納されているときは、伸張時給電金具接続部２４がアンテナ伸張検知金具１６を押し、アンテナ伸張検知端子１７と接触するので、アンテナ状態検出信号はＬｏｗとなり、この場合には、２つの周波数帯の何れが選択されているかに関係なく、ＡＮＤゲートの出力信号はＬｏｗとなる。また、アンテナ部１１が伸張しているときは、アンテナ伸張検知金具１６とアンテナ伸張検知端子１７が離れているので、アンテナ状態検出信号はＨｉｇｈとなるが、このとき、８００ＭＨｚ帯が選択されていれば周波数選択信号がＬｏｗとなり、ＡＮＤゲートの出力信号はＬｏｗとなる。
【００４１】
一方、アンテナ部１１が伸張している状態でアンテナ状態検出信号がＨｉｇｈのとき、１．５ＧＨｚ帯が選択されていれば、周波数選択信号もＨｉｇｈとなるので、ＡＮＤゲートの出力信号はＨｉｇｈとなり、整合回路制御部１９は、携帯無線機が１．５ＧＨｚ帯を選択して使用しておりかつアンテナが伸張状態であることを示す信号を出力する。
【００４２】
インピーダンス整合回路の切換えは、図６あるいは図７に示すように、ＡＮＤゲートからの出力信号がＨｉｇｈのとき、すなわち、１．５ＧＨｚ帯が選択されかつアンテナが伸張状態のときのみ、インピーダンス整合回路は１．５ＧＨｚ帯伸張用整合回路に切換わる。一方、ＡＮＤゲートの出力信号がＬｏｗのときは、８００ＭＨｚ帯整合回路に切換わる。なお、８００ＭＨｚ帯整合回路は、携帯無線機の送受信機側の入出力インピーダンスがλ／４波長のヘリカルアンテナ及びストレートアンテナのインピーダンスと整合している場合には省略することも可能である。
【００４３】
図８は、８００ＭＨｚ帯の整合回路を用いたときのアンテナ収納時とアンテナ伸張時における実測値をインピーダンス軌跡として示すスミス図であり、図９は、１．５ＧＨｚ帯伸張用整合回路に回路を切換えたときのアンテナ伸張時における実測値をインピーダンス軌跡として示すスミス図である。
【００４４】
各図中のインピーダンス軌跡は７００ＭＨｚから１．７ＧＨｚまでの実測値を示しており、○印で示した範囲が８００ＭＨｚ帯、△印で示した範囲が１．５ＧＨｚ帯を示している。また、スミス図の中心から描いた円はＶＳＷＲ一定の整合円であり、この円の内側の部分がアンテナの整合がとれている範囲である。
【００４５】
アンテナ収納時は、図８（ａ）に示すように、８００ＭＨｚ帯の整合回路で８００ＭＨｚ帯と１．５ＧＨｚ帯の両方の部分が整合円の内側に入っており整合がとれることがわかる。一方、アンテナ伸張時は図８（ｂ）に示すように、８００ＭＨｚ帯の整合回路を用いた場合には、８００ＭＨｚ帯の部分では整合円の内側に入っており整合がとれているが、１．５ＧＨｚ帯では整合がとれていない。
【００４６】
１．５ＧＨｚ帯が選択されかつアンテナが伸張された状態のときに、１．５ＧＨｚ帯伸張用整合回路に切換えると、図９に示すように、１．５ＧＨｚ帯の部分のインピーダンス軌跡が整合円の内側に入っており、整合がとれていることがわかる。
【００４７】
したがって、本実施形態によれば、少なくとも１．５ＧＨｚ帯伸張用整合回路と、１．５ＧＨｚ帯が選択されかつアンテナが伸張状態のときに１．５ＧＨｚ帯伸張用整合回路を切換接続するスイッチ手段を備えることにより、８００ＭＨｚ及び１．５ＧＨｚのそれぞれの周波数帯において、アンテナの収納・伸張の何れの状態においても整合をとることが可能となる。
【００４８】
図１０及び図１１は、本発明が適用される携帯無線機の他の実施例を示している。上記実施例では、アンテナ部１１が折り畳み形携帯無線機の下部筐体４に設けられているものに適用しているが、図１０に示すように、アンテナ部１１を折り畳み形携帯無線機の上部筐体１に設けたもの、あるいは図１１に示すように単一の筐体１からなる携帯無線機など、２周波数帯対応型の適宜の携帯無線機に対して適用可能である。
【００４９】
図１２は、本発明の第２の実施形態を示すアンテナ伸張検知部１５の構成図である。
【００５０】
本実施形態では、アンテナ伸張検知部１５を機械的なスイッチを用いて構成している。この機械的スイッチは、アンテナ部１１が収納状態のときに、アンテナ部１１の伸張時給電金具接続部２４がスイッチ釦２８を押すことでスイッチがオンして収納を検知し（図１２（ｂ））、スイッチがオフのとき伸張を検知する（図１２（ａ））構成となっている。その他の構成要素は、図１に示す第１の実施形態と同様である。
【００５１】
図１３は、本発明の第３の実施形態を示すアンテナ伸張検知部１５の構成図である。
【００５２】
本実施形態では、アンテナ部１１が収納状態のときに、アンテナ部１１の伸張時給電金具接続部２４がアンテナ伸張検知部１５に触れることで、左右の回路がつながりアンテナの収納を検知する構成となっている。そして、伸張時給電金具接続部２４とアンテナ伸張検知部１５が離れることで左右の回路が切り離され、アンテナの伸張を検知する。アンテナ伸張検知部以外は、図１に示す第１の実施の形態と同様の構成となっている。
【００５３】
なお、アンテナ伸張検知部１５の構成は、上記の実施形態に限られるものではなく、アンテナ収納状態のときにアンテナ部１１の伸張時給電金具接続部２４が位置する場所に配置され、伸張時給電金具接続部２４により物理的な作用を受けてアンテナの収納状態または伸張状態を示す信号を出力することができる適宜の手段、例えば、リーフスイッチ、メカニカルスイッチ等の機械式スイッチ、フォトインタラプタ等を用いた光学式スイッチ、磁石とリードスイッチあるいはホールスイッチ等を用いた磁気スイッチ等により構成することができる。
【００５４】
【発明の効果】
本発明は、２周波対応の携帯無線機において、選択周波数とアンテナ伸張検知部の出力の組合せにより整合回路の切換えを行っているので、最小限の整合回路により、２つの周波数帯に対してアンテナの収納時及び伸張時の何れにおいても、良好なインピーダンスの整合を実現することができ、常時最適なアンテナ特性による通信を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態による折り畳み形携帯無線機の構成を示す斜視図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態によるアンテナ伸張検知部とアンテナ部との関係を示す側面図である。
【図３】本発明の第１の実施の形態によるアンテナ伸張検知部の構成を示す斜視図である。
【図４】本発明の第１の実施の形態による整合回路制御部を示す図である。
【図５】本発明の第１の実施の形態によるＡＮＤゲートの出力信号を示す図（表）である。
【図６】本発明の第１の実施の形態によるインピーダンス整合回路切換えの仕組みを示すブロック図である。
【図７】本発明の第１の実施の形態によるインピーダンス整合回路切換えの他の例を示す回路図である。
【図８】本発明の第１の実施の形態による８００ＭＨｚ帯の整合回路を用いたスミス図である。
【図９】本発明の第１の実施の形態による１．５ＧＨｚ帯の整合回路を用いたスミス図である。
【図１０】アンテナ部が上部筐体に位置する折り畳み形携帯無線機の構成を示す斜視図である。
【図１１】単一筐体型携帯無線機の構成を示す斜視図である。
【図１２】本発明の第２の実施の形態によるアンテナ伸張検知部の構成を示す図である。
【図１３】本発明の第３の実施の形態によるアンテナ伸張検知部の構成を示す図である。
【図１４】従来の技術による携帯無線機の一般的なアンテナの構成を示す図である。
【図１５】ヘリカルアンテナを２周波帯で共用可能とする従来のアンテナ構成を示す図である。
【図１６】ヘリカルアンテナを２周波帯で共用可能とする従来の他のアンテナ構成を示す図である。
【符号の説明】
１上部筐体
２上部筐体回路基板
３上部筐体回路部
４下部筐体
５下部筐体回路基板
６下部筐体回路部
７ヒンジ部
８上下回路部接続部
９レシーバ
１０表示部
１１アンテナ部
１２給電金具
１３電池
１４キー操作部
１５アンテナ伸張検知部
１６アンテナ伸張検知金具
１７アンテナ伸張検知端子
１８インピーダンス整合回路
１９整合回路制御部
２０第１のヘリカルアンテナ
２１第２のヘリカルアンテナ
２２ストレートアンテナ
２３収納時給電金具接続部
２４伸張時給電金具接続部
２５サポート金具
２６ヘリカルアンテナカバー
２７ストレートアンテナカバー[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a portable wireless device, and more particularly to a portable wireless device configured to be compatible with two frequency bands.
[0002]
[Prior art]
In general, the antenna unit of a portable wireless device has a structure that can be extended and stored. When the portable wireless device is not in use or in a standby state, the antenna unit is designed to be compact and convenient to carry. When the telephone is stored inside and receiving a call or receiving a call, the antenna unit is extended out of the device and used in order to improve the antenna sensitivity characteristic and maintain good call quality.
[0003]
FIG. 14 shows a configuration of a conventional antenna unit used in such a portable wireless device capable of extending and storing the antenna unit, and includes a helical antenna 20 arranged in a helical antenna cover 26 at the tip, It consists of a straight antenna 22 disposed in the rod-shaped straight antenna cover 27 below, and is configured as a whip antenna.
[0004]
When the antenna unit is housed, the helical power supply connector 23 is connected to the transmitting / receiving unit of the portable wireless device so that the helical antenna 20 operates. The straight antenna 22 is configured to operate when 24 is connected to the transceiver unit of the portable wireless device.
[0005]
On the other hand, with the increase in the number of mobile radio subscribers, there is a demand for a portable radio (dual band machine) that can be used in two frequency bands of 1.5 GHz and 800 MHz. Therefore, the antenna is also required to be configured to operate in these two frequency bands.
[0006]
Conventionally, an example of an antenna having a configuration that can be shared in two frequency bands for a 1.5 GHz band PDC telephone and a 1.9 GHz band PHS telephone is described in Japanese Patent Laid-Open No. 10-22730. ing.
[0007]
FIG. 15 shows the configuration of the antenna described in the above publication, and the base end of the first helical antenna element 20 that operates as a PDC antenna and the second helical antenna element 21 that operates as a PHS antenna. Are connected directly to each other and have a common feeding point, whereby an antenna configuration capable of transmitting and receiving two signals having different frequency bands is provided. Power supply to the two helical antennas is performed from the power supply metal via the power supply metal connection part 23 when stored. The support metal fitting 25 is used for fixing the antenna unit to the housing.
[0008]
Since the first helical antenna element 20 has a small winding diameter, a high resonance frequency f is determined by appropriately setting the pitch. _H The second helical antenna element 21 has a large winding diameter and an appropriate pitch so that the low resonance frequency f _L Is set to Then, the effective lengths of the first and second helical antenna elements 20 and 21 are respectively expressed as the resonance frequency f. _H , F _L By setting λ / 4 to λ / 4, the output impedance becomes 50Ω, and the input impedance of the wireless communication device is set to 50Ω, so that the antenna output signal can be transmitted to the two frequency bands without going through the matching circuit. It enables input to a wireless communication device.
[0009]
FIG. 16 shows another configuration example in which the helical antenna can be shared in two frequency bands. The first helical antenna 20 on the inner side is directly fed from the feeding bracket through the feeding bracket connection portion 23 when stored. On the other hand, the outer second helical antenna 21 is open at both ends, and the outer second helical antenna 21 is not directly fed from the power supply fitting, but is connected to the inner first helical antenna 20. It is configured as a dual frequency band antenna by operating by coupling in an alternating manner. The support metal fitting 25 is used for fixing the antenna unit to the housing.
[0010]
In this configuration example, the effective length of the first helical antenna 20 is set to the resonance frequency f. _L Is set to λ / 4, the effective length of the second helical antenna 21 open at both ends is the resonance frequency f. _H Is set to λ / 2. Thereby, the output impedance of each helical antenna becomes substantially equal in each operating frequency band, and can be operated efficiently at two desired frequencies.
[0011]
[Problems to be solved by the invention]
For example, when the antenna having a configuration that can be shared in the two frequency bands is applied to a dual-band machine that shares two frequency bands of 800 MHz band and 1.5 GHz band, for the helical antennas 20 and 21 that operate when the antenna is stored, By adjusting the winding diameter and pitch, by setting the effective length to λ / 4 for the two frequency bands of 800 MHz band and 1.5 GHz band, the impedance in the two frequency bands is relatively Since the values can be close to each other, it is possible to input the antenna output signal to the wireless communication device without using a matching circuit for the two frequency bands.
[0012]
On the other hand, it is difficult to operate the straight antenna 22 that operates when the antenna is extended in such two frequency bands. For example, if the straight antenna 22 is to be shared in the 800 MHz band and the 1.5 GHz band, when the straight antenna length is set to λ / 4 in the 800 MHz band and the antenna is operated, in the 1.5 GHz band, about λ / Conversely, if the length of the straight antenna is set to λ / 4 in the 1.5 GHz band, the antenna becomes about λ / 8 in the 800 MHz band.
[0013]
Therefore, in the straight antenna 22 that operates when the antenna is extended, when the length is set to λ / 4 in one band, the value of the impedance greatly differs in the other band. Therefore, by adjusting the element length of the straight antenna 22 to an appropriate length, it is conceivable to set the length so that the impedance becomes a closer value in the two bands, but if the element length of the straight antenna is adjusted, There arises a problem that an impedance difference with the helical antenna occurs, and optimal matching cannot be obtained.
[0014]
In the above publication, the first helical antenna element 20 has an effective length of λ / 4 with respect to 1.5 GHz of the PDC signal so that it can be shared in two frequency bands both when the antenna is stored and when it is extended. And the second helical antenna element 21 is set to an effective length of λ · 3/8 with respect to 1.9 GHz of the PHS signal, while the straight antenna 22 is set to λ with respect to 1.5 GHz of the PDC signal. The effective length is / 4, and the effective length is approximately λ · 3/8 for the PHS signal of 1.9 GHz.
[0015]
Then, the antenna output signal based on the 1.5 GHz band PDC signal is directly input to the PDC telephone, while the antenna output signal based on the 1.9 GHz band PHS signal is input to the PHS telephone through an appropriate matching circuit. A configuration is disclosed that matches the PDC and PHS when the antenna is pulled out and stored.
[0016]
However, in the case of a two-frequency antenna configuration at the time of withdrawal and storage proposed in the above publication, the first helical antenna element 20 set to an effective length of λ / 4 with respect to 1.5 GHz of the PDC signal is It also operates as an antenna with an effective length of λ · 3/8 with respect to 1.9 GHz of the PHS signal, and is set to an effective length of λ · 3/8 with respect to 1.9 GHz of the PHS signal. In addition, since the second helical antenna element 21 substantially operates as an antenna having an effective length of λ / 4 with respect to 1.5 GHz of the PDC signal, it is substantially connected in parallel when the antenna is stored. The two helical antennas 20 and 21 are in operation. For this reason, the output impedance of the helical antenna at the time of storage is approximately ½, which is different from the output impedance at the time of antenna extension, and there is a problem that a new mismatch occurs.
[0017]
In view of the above problems, an object of the present invention is to provide a portable radio device that can be satisfactorily matched in two frequency bands regardless of whether the antenna is extended or stored. is there.
[0018]
Another object of the present invention is to provide means for detecting whether the antenna is in the extended state or in the retracted state.
[0019]
Another object of the present invention is to provide a means for ensuring good call quality in all states with a minimum matching circuit in accordance with a combination of antenna accommodation / extension information and frequency band selection information. It is in.
[0020]
[Means for Solving the Problems]
The present invention provides a first and second effective length antennas each provided with a feeding metal fitting connection portion at one end and operating as λ / 4 antennas for two different first and second frequency bands in the antenna storage state. A housing having a helical antenna of 2 and a straight antenna that is provided with an extension feeding metal fitting connecting portion at one end, operates in an antenna extended state, and becomes an λ / 4 effective length antenna with respect to the first frequency band An expandable whip antenna, an antenna extension detection unit that detects the extension state of the whip antenna, and a frequency selection signal output unit that outputs a signal indicating which of the first and second frequency bands is used The impedance matching between the straight antenna and the transmission / reception unit is performed when the straight antenna is operating in the second frequency band. A signal indicating that the whip antenna is in the extended state is output from the first matching circuit and the antenna extension detection unit, and the second frequency band is used from the frequency selection signal output unit A portable wireless device configured to be usable in the two frequency bands by including a changeover switch for connecting the first matching circuit between the straight antenna and the transmission / reception unit when a signal indicating the above is output Is the feature.
[0021]
In addition, the present invention provides a power supply fitting connection part at the time of storage at one end, and operates as an λ / 4 effective length antenna for one of the first and second frequency bands different from each other in the antenna storage state. The first helical antenna is coupled to the first helical antenna in an alternating manner, and operates as a λ / 2 effective length antenna having both ends open with respect to the other of the two frequency bands when the antenna is housed. Extendable and retractable having an antenna and a straight antenna provided at one end with a power supply fitting connection part at the time of extension, operating in the extended state of the antenna, and serving as an effective length antenna of λ / 4 with respect to the first frequency band Any of the whip antenna, the antenna extension detection unit for detecting the extension state of the whip antenna, and the first and second frequency bands are used. And a first matching circuit for matching impedance between the straight antenna and the transmitting / receiving unit when the straight antenna is operating in the second frequency band; A signal indicating that the whip antenna is in the extended state is output from the antenna extension detection unit, and a signal indicating that the second frequency band is being used is output from the frequency selection signal output unit. A portable wireless device configured to be usable in the two frequency bands by including a changeover switch for connecting the first matching circuit between the straight antenna and the transmission / reception unit.
[0022]
In addition to the above-described configuration, the present invention provides a signal indicating that the whip antenna is stored from the antenna extension detection unit, or the whip antenna is extended from the antenna extension detection unit. When the signal indicating that the first frequency band is being used is output from the frequency selection signal output unit, the helical antenna or the A second matching circuit connected between the straight antenna and the transmission / reception unit is provided.
[0023]
The second matching circuit includes the output impedances of the λ / 4 helical antenna for the first and second frequency bands and the λ / 4 straight antenna for the first frequency band, and the transmission / reception unit of the portable wireless device. This can be omitted when the input / output impedance is set to the matching state in advance.
[0024]
Further, the antenna extension detection unit according to the present invention is provided at a position where an extension power supply fitting connecting part provided at one end of the straight antenna is located when the whip antenna is in a retracted state, and is provided by the extension power supply fitting connecting part. It is characterized by comprising means for receiving a physical action and outputting a signal indicating the retracted state or extended state of the antenna.
[0025]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
FIG. 1 is a perspective view showing the overall configuration of a foldable portable wireless device according to a first embodiment of the present invention, and FIGS. 2 to 3 show a configuration for detecting the extension / housing of an antenna unit according to this embodiment. FIGS. 4 to 5 are diagrams illustrating an example of an impedance matching circuit switching control unit and a relationship between its input and output signals, and FIGS. 6 to 7 are diagrams illustrating examples of the switching circuit of the impedance matching circuit. It is.
[0026]
The foldable portable wireless device according to the present embodiment includes an upper housing 1 and a lower housing 4 that are configured to be foldable by a hinge portion 7. The upper casing 4 houses the upper casing circuit board 2 on which the upper casing circuit unit 3, the receiver 9, the display unit 10, and the like are arranged. The lower casing 4 houses a lower casing circuit board 5 on which the lower casing circuit unit 6, the battery 13, the key operation unit 14, and the like are arranged.
[0027]
The lower casing circuit board 5 further includes an antenna unit 11 that can be extended and housed, a power supply fitting 12, an antenna extension detection unit 15, and an impedance matching circuit 18 that can switch a matching circuit by a control signal. A matching circuit control unit 19 is arranged.
[0028]
The antenna unit 11 is the same as the antenna configuration shown in FIG. 15 or FIG. 16, and has a dual-structured dual-frequency corresponding helical antenna 20, 21 that is arranged at the tip and operates during storage, and is arranged below the antenna unit 11. It consists of a straight antenna 22 that operates when extended, and is configured as a whip antenna. When the whip antenna is housed in the lower housing 4, the power supply fitting connecting portion 23 is connected to the power supply fitting 12 when in the extended state. Connected.
[0029]
As shown in FIGS. 2 to 3, the antenna extension detection unit 15 includes the lower casing circuit board 5 disposed at a position where the extension power supply fitting connection part 24 reaches when the antenna unit 11 is housed in the casing. The antenna extension metal fitting 16 and the antenna extension detection terminal 17 are configured to detect the extension / retraction of the antenna unit 11.
[0030]
When the antenna unit 11 is stored, the antenna extension detection bracket 16 is pressed by the extension power supply bracket connecting portion 24 provided at the end of the antenna unit 11 and comes into contact with the antenna extension detection terminal 17 so that the antenna is stored. When the antenna unit 11 is extended (FIGS. 2 (a) and 3 (a)), the contact between the antenna extension detection bracket 16 and the antenna extension detection terminal 17 is released, thereby releasing the antenna. Expansion is detected (FIGS. 2B and 3B).
[0031]
The detection signal of the antenna extension detection unit 15 is output to the matching circuit control unit 19. As shown in FIG. 4, the matching circuit control unit 19 includes an antenna state detection signal (a housed state and an extended state) from the antenna extension detection unit 15 and any one of two frequency bands (800 MHz and 1.5 GHz) as operating frequencies. AND gate to which a frequency selection signal indicating whether or not is selected is input, and logical product information of both is output.
[0032]
As shown in FIG. 6A, the impedance matching circuit 18 includes an 800 MHz band matching circuit that is used when the antenna is housed or the antenna is extended and the 800 MHz band is selected, and the impedance matching circuit 18 is 1 when the antenna is extended. A 1.5 GHz band expansion matching circuit used when the .5 GHz band is selected and a changeover switch for switching between the two matching circuits by the AND gate output signal.
[0033]
For example, as shown in FIG. 6B, the changeover switch can be constituted by a switch using a PIN diode, but it should be constituted by using an appropriate switch such as a switch using an FET or a mechanical switch. Can do.
[0034]
FIG. 7 shows another embodiment in which the impedance matching circuit 18 is further embodied, and the matching circuit is switched by controlling the PIN diode on and off by an AND gate output signal.
[0035]
In this embodiment, when the PIN diode is off, a matching circuit for the 800 MHz band is constituted by a circuit composed of the inductances L1, L2, and the capacitance C1. The values of L1, L2, and C1 are set so that the antenna and the transmission / reception unit can be matched in the 800 MHz band.
[0036]
When the PIN diode is on, a 1.5 GHz band expansion matching circuit is configured by connecting a series circuit composed of a capacitance C2 and an inductance L3 in parallel to the capacitance C1 of the 800 MHz band matching circuit. The The values of L1, L2, and C1 are common to the matching circuit for the 800 MHz band, but the values of C2 and L3 are set so that impedance matching between the antenna and the transmission / reception unit can be obtained at 1.5 GHz.
[0037]
The main dimensions of the folding portable wireless device according to this embodiment are that the size of each of the upper housing 1 and the lower housing 4 is about 85 mm × 50 mm. The size of the helical antenna is about 4φ mm (diameter) × about 15 mm (height) for the first helical antenna 20, and about 5φ mm (diameter) × about 20 mm (height) for the second helical antenna 21. ing. The element length and the number of turns of the helical antenna are set such that the inner side has an effective length of λ / 4 in the 800 MHz band and the outer side has an effective length of λ / 2 in the 1.5 GHz band. The dimension of the straight antenna 22 is about 1φ mm (diameter) × about 70 mm (length), and has a length of about λ / 4 in a low frequency band (800 MHz).
[0038]
Next, the operation of the present invention will be described in detail with reference to FIGS.
[0039]
First, as shown in FIGS. 2A and 3A, when the antenna unit 11 is housed in the lower housing 4, the antenna extension detection bracket 16 is extended by the extension power supply bracket connection unit 24. Is pressed and the antenna extension detection fitting 16 and the antenna extension detection terminal 17 come into contact with each other, thereby detecting that the antenna unit 11 is in the retracted state. When the antenna portion 11 is extended, as shown in FIGS. 2B and 3B, the antenna extension detection bracket 16 and the antenna extension detection terminal 17 are separated from each other, and the antenna portion 11 is in the extended state. Is detected.
[0040]
As shown in FIGS. 4 to 5, when the antenna unit 11 is housed in the lower housing 4, the power supply fitting connection part 24 during extension pushes the antenna extension detection fitting 16 and contacts the antenna extension detection terminal 17. Therefore, the antenna state detection signal is Low, and in this case, the output signal of the AND gate is Low regardless of which of the two frequency bands is selected. When the antenna unit 11 is extended, the antenna extension detection bracket 16 and the antenna extension detection terminal 17 are separated from each other, so that the antenna state detection signal becomes High. At this time, however, the 800 MHz band is selected. For example, the frequency selection signal becomes Low, and the output signal of the AND gate becomes Low.
[0041]
On the other hand, when the antenna state detection signal is High when the antenna unit 11 is expanded, if the 1.5 GHz band is selected, the frequency selection signal is also High, so that the output signal of the AND gate is High, The matching circuit control unit 19 outputs a signal indicating that the portable wireless device selects and uses the 1.5 GHz band and the antenna is in the extended state.
[0042]
As shown in FIG. 6 or FIG. 7, the impedance matching circuit is switched when the output signal from the AND gate is high, that is, when the 1.5 GHz band is selected and the antenna is in the extended state. only The impedance matching circuit is switched to a 1.5 GHz band expansion matching circuit. On the other hand, when the output signal of the AND gate is Low, switching to the 800 MHz band matching circuit is performed. The 800 MHz band matching circuit can be omitted when the input / output impedance of the portable radio device on the transmitter / receiver side matches the impedance of the helical antenna and the straight antenna of λ / 4 wavelength.
[0043]
FIG. 8 is a Smith diagram showing the measured values when the antenna is housed and when the antenna is stretched as an impedance locus when using an 800 MHz band matching circuit, and FIG. 9 switches the circuit to the 1.5 GHz band stretching matching circuit. It is a Smith figure which shows the measured value at the time of antenna expansion | extension at the time as an impedance locus.
[0044]
The impedance locus in each figure shows measured values from 700 MHz to 1.7 GHz, the range indicated by ◯ indicates the 800 MHz band, and the range indicated by Δ indicates the 1.5 GHz band. Also, the circle drawn from the center of the Smith diagram is a matching circle with a constant VSWR, and the inner part of this circle is the range where the antenna is matched.
[0045]
When the antenna is housed, as shown in FIG. 8 (a), it can be seen that the 800 MHz band matching circuit includes both the 800 MHz band and the 1.5 GHz band inside the matching circle, thereby achieving matching. On the other hand, when the antenna is extended, as shown in FIG. 8B, when an 800 MHz band matching circuit is used, the 800 MHz band part is inside the matching circle and is matched. Matching is not achieved in the 5 GHz band.
[0046]
When the 1.5 GHz band is selected and the antenna is extended, when switching to the 1.5 GHz band expansion matching circuit, as shown in FIG. 9, the impedance locus of the 1.5 GHz band portion is the matching circle. It is inside and it can be seen that it is aligned.
[0047]
Therefore, according to this embodiment, there is provided at least a 1.5 GHz band expansion matching circuit and switch means for switching and connecting the 1.5 GHz band expansion matching circuit when the 1.5 GHz band is selected and the antenna is in the expansion state. By providing, it is possible to achieve matching in both the storage and expansion states of the antenna in the respective frequency bands of 800 MHz and 1.5 GHz.
[0048]
10 and 11 show another embodiment of a portable radio device to which the present invention is applied. In the above embodiment, the antenna unit 11 is applied to the lower casing 4 of the folding portable radio device. However, as shown in FIG. 10, the antenna unit 11 is an upper part of the folding portable radio device. The present invention can be applied to an appropriate portable radio device compatible with two frequency bands, such as the one provided in the housing 1 or a portable radio device including a single housing 1 as shown in FIG.
[0049]
FIG. 12 is a configuration diagram of the antenna extension detection unit 15 showing the second embodiment of the present invention.
[0050]
In the present embodiment, the antenna extension detection unit 15 is configured using a mechanical switch. In this mechanical switch, when the antenna unit 11 is in the retracted state, the power supply fitting connecting portion 24 when the antenna unit 11 is extended presses the switch button 28 to detect that the switch is turned on (FIG. 12B). ), An extension is detected when the switch is off (FIG. 12A). Other components are the same as those in the first embodiment shown in FIG.
[0051]
FIG. 13 is a configuration diagram of the antenna extension detection unit 15 showing the third embodiment of the present invention.
[0052]
In the present embodiment, when the antenna unit 11 is in the retracted state, the power supply fitting connecting portion 24 when the antenna unit 11 is extended touches the antenna extension detection unit 15 so that the left and right circuits are connected to detect the antenna storage. It has become. Then, the left and right circuits are separated by separating the power supply fitting connecting part 24 and the antenna extension detection unit 15 at the time of extension, and the extension of the antenna is detected. Except for the antenna extension detection unit, the configuration is the same as that of the first embodiment shown in FIG.
[0053]
The configuration of the antenna extension detection unit 15 is not limited to the above-described embodiment, and the antenna extension detection unit 15 is disposed at a place where the extension power supply fitting connecting part 24 of the antenna unit 11 is located when the antenna is housed. Appropriate means capable of outputting a signal indicating the housed state or extended state of the antenna by receiving a physical action by the metal fitting connecting part 24, for example, a mechanical switch such as a leaf switch or a mechanical switch, a photo interrupter, or the like is used. An optical switch, a magnetic switch using a magnet and a reed switch, a hall switch, or the like can be used.
[0054]
【The invention's effect】
According to the present invention, since the matching circuit is switched according to the combination of the selected frequency and the output of the antenna extension detection unit in the portable radio device compatible with two frequencies, the antenna can be used for two frequency bands with the minimum matching circuit. Good impedance matching can be achieved both during storage and expansion, and communication with optimum antenna characteristics can be performed at all times.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a perspective view showing a configuration of a folding portable wireless device according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a side view showing a relationship between an antenna extension detection unit and an antenna unit according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a perspective view showing a configuration of an antenna extension detection unit according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a diagram illustrating a matching circuit control unit according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a diagram (table) showing output signals of an AND gate according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a block diagram showing a mechanism for switching an impedance matching circuit according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a circuit diagram showing another example of impedance matching circuit switching according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 8 is a Smith diagram using an 800 MHz band matching circuit according to the first embodiment of the present invention;
FIG. 9 is a Smith diagram using a 1.5 GHz band matching circuit according to the first embodiment of the present invention;
FIG. 10 is a perspective view illustrating a configuration of a folding portable wireless device in which an antenna unit is located in an upper housing.
FIG. 11 is a perspective view showing a configuration of a single-housing portable wireless device.
FIG. 12 is a diagram illustrating a configuration of an antenna extension detection unit according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 13 is a diagram illustrating a configuration of an antenna extension detection unit according to a third embodiment of the present invention.
FIG. 14 is a diagram illustrating a configuration of a general antenna of a portable wireless device according to a conventional technique.
FIG. 15 is a diagram showing a conventional antenna configuration that allows a helical antenna to be shared in two frequency bands.
FIG. 16 is a diagram showing another conventional antenna configuration in which a helical antenna can be shared in two frequency bands.
[Explanation of symbols]
1 Upper housing
2 Upper housing circuit board
3 Upper housing circuit
4 Lower housing
5 Lower housing circuit board
6 Lower housing circuit section
7 Hinge part
8 Upper and lower circuit section connections
9 Receiver
10 Display section
11 Antenna section
12 Power supply bracket
13 batteries
14 Key operation section
15 Antenna extension detector
16 Antenna extension detection bracket
17 Antenna extension detection terminal
18 Impedance matching circuit
19 Matching circuit controller
20 First helical antenna
21 Second helical antenna
22 Straight antenna
23 Power supply fitting connection part during storage
24 Power supply bracket connection at extension
25 Support bracket
26 Helical antenna cover
27 Straight antenna cover

Claims

The first and second helical antennas each provided with a feeding metal fitting connecting portion at one end and operating as λ / 4 effective length antennas for the first and second frequency bands different from each other in the antenna storage state A retractable whip having an extension power supply fitting connecting portion at one end, operating in an antenna extended state, and a straight antenna having an effective length of λ / 4 with respect to the first frequency band An antenna,
An antenna extension detector for detecting the extension state of the whip antenna;
A frequency selection signal output unit that outputs a signal indicating which of the first and second frequency bands is used;
A first matching circuit for performing impedance matching between the straight antenna and a transmission / reception unit when the straight antenna is operating in the second frequency band;
A signal indicating that the whip antenna is in an extended state is output from the antenna extension detection unit, and a signal indicating that the second frequency band is being used is output from the frequency selection signal output unit. Only when the changeover switch for connecting the first matching circuit between the straight antenna and the transceiver unit;
A portable wireless device configured to be usable in the two frequency bands.

A first helical antenna which is provided with a feeding metal fitting connecting portion at one end and operates as an effective antenna of λ / 4 with respect to one of the first and second two frequency bands different from each other in the antenna housing state; A second helical antenna that is coupled to the first helical antenna in an alternating manner and operates as a λ / 2 effective antenna with both ends open with respect to the other of the two frequency bands when the antenna is housed; A retractable whip antenna having a straight antenna provided with a power supply fitting connection portion, operating in an antenna extension state, and having a λ / 4 effective length antenna with respect to the first frequency band;
An antenna extension detector for detecting the extension state of the whip antenna;
A frequency selection signal output unit that outputs a signal indicating which of the first and second frequency bands is used;
A first matching circuit for performing impedance matching between the straight antenna and a transmission / reception unit when the straight antenna is operating in the second frequency band;
A signal indicating that the whip antenna is in an extended state is output from the antenna extension detection unit, and a signal indicating that the second frequency band is being used is output from the frequency selection signal output unit. Only when the changeover switch for connecting the first matching circuit between the straight antenna and the transceiver unit;
A portable wireless device configured to be usable in the two frequency bands.

When the signal indicating that the whip antenna is in the retracted state is output from the antenna extension detecting unit, or the signal indicating that the whip antenna is in the extended state is output from the antenna extension detecting unit, and When the signal indicating that the first frequency band is being used is output from the frequency selection signal output unit, the selector switch is connected between the helical antenna or the straight antenna and the transmission / reception unit. The portable wireless device according to claim 1, further comprising a second matching circuit.

The connection switching of the matching circuit by the changeover switch is controlled by an output of an AND gate that inputs an output of the antenna extension detection unit and an output of the frequency selection signal output unit and performs a logical product operation thereof. The portable wireless device according to any one of claims 1 to 3.

5. The portable wireless device according to claim 4, wherein the change-over switch is configured to switch the matching circuit by turning on and off a PIN diode.

The portable wireless device is configured such that an upper housing and a lower housing can be folded by a hinge portion, and the whip antenna is provided in the lower housing . The portable wireless device according to any one of the above.

The portable wireless device is configured so that an upper housing and a lower housing can be folded by a hinge portion, and the whip antenna is provided in the upper housing . The portable wireless device according to any one of the above.

The portable wireless device is configured by a single housing, and the whip antenna is disposed so that the helical antenna is positioned at an upper portion of the housing in a stored state. The portable wireless device according to any one of 1 to 5.