JP4223568B2 - 通信装置 - Google Patents

Description

技術分野
本発明は通信装置に関し、更に特定的にはループアンテナを用いる装置に関する。ループアンテナは一般的には、ページャといった、低帯域幅要件を有する無線受信器のために使用される。典型的には、ループアンテナは、同調コンデンサによって通信装置の動作周波数に同調される。また、ループアンテナが多数のチャネルに亘って動作するよう同調されることを可能とする追加的な同調要素を導入することも提案されている。
背景技術
ループアンテナを用いる通信装置が人体の近くに配置されるとき、アンテナに対して離調効果がありうることが、例えばＥＰ０３４１２３８で、認識されている。ＥＰ０３４１２３８は、アンテナを選択された周波数に同調するために、アンテナループ中に可変容量を導入するバラクター同調ダイオードを含む同調システムを提案する。このシステムは、アンテナがその場所で（即ち通信装置を身につけている人の場所で）装置と同調されることを可能とし、それにより装置が身につけられているときに最適アンテナ性能が獲得されうる。また従来技術では、装置のユーザの装置からループアンテナへの近さによってアンテナの共振周波数が変わることが認識されており、従ってその共振周波数を操作するためにループのリアクタンスを変更することが提案されてきた。
本発明は、アンテナがユーザに近づけられたときに観察されるアンテナ性能の低下が、共振周波数の変化よりもむしろ、ユーザからの近さによって生ずるアンテナの実際のインピーダンス変化から生ずるということの認識に基づく。ループアンテナを人体といった大きな物体に隣接して配置することにより、ループアンテナから幾らかのエネルギーが遮蔽されることが周知である。しかしながら、アンテナに対するインピーダンス変化は、アンテナ性能の減少にかなり寄与し、或る条件下ではアンテナ性能の低下を左右しうることが分かっている。
発明の開示
ユーザからの近さの検出に依存して異なるインピーダンスで動作しうるループアンテナを使用する装置の設計は、かかる認識から導かれた。従って、本発明の第１の面によれば、少なくとも２つの端子対が決められた複数の給電端子と、選択された端子対を用いてループアンテナからの受信及び送信を可能とするために１つの端子対を選択する制御手段とを含む通信装置であって、前記複数の給電端子の各々の位置は、前記ループアンテナのループのインピーダンスの実数部で定められており、端子対の選択は、アンテナの動作周波数付近で電磁エネルギーを吸収する物体からアンテナへの近さに応ずる少なくとも１つのパラメータの測定値に基づいて、制御手段によって行われる通信装置が提供される。
端子対の選択はアンテナの端子におけるインピーダンスを決定し、本発明によれば、１つの端子対はアンテナがユーザから遠くにあるときに信号の受信／送信に適当であるようにされ、他の端子対はアンテナがユーザにより近いときに信号の送信／受信に適当であるよう、端子対が配置される。アンテナ端子の選択は、ユーザからの近さによって影響を受ける１つ以上のパラメータに基づく。
このパラメータは、アンテナの帯域幅、端子対において測定されるループのインピーダンス、及びアンテナにおける既知の信号の受信品質のうちの１つ以上を含みうる。これらのパラメータの夫々は、ループアンテナの近傍にある損失物体の存在によって影響を受ける特徴である。
少なくとも２つの端子対の夫々の１つの端子は、前記少なくとも２つの端子対の全てに対して共通の端子とすることができる。従って、最も簡単な形状では、本発明のループアンテナは３つの端子を含む。
本発明の第２の面によれば、上述の通信装置を含むページャが提供される。
本発明の第３の面によれば、少なくとも２つの端子対が決められた複数の給電端子を有するループアンテナを含む通信装置中の１つの端子対を選択する方法であって、前記複数の給電端子の各々の位置は、前記ループアンテナのループのインピーダンスの実数部で定められており、アンテナの動作周波数付近で電磁エネルギーを吸収する物体からアンテナへの近さに応じて少なくとも１つのパラメータを測定する段階を含む方法が提供される。
【図面の簡単な説明】
以下、本発明を添付の図面を参照して例を用いて説明し、図中、
図１は本発明によるループアンテナを示す図であり、
図２は、図１のアンテナを組込んだページャを示す図である。
本発明を実施する形態
図１に示されるループアンテナ１は、１回巻きの屈曲片のループアンテナ２と、このループに直列に接続される同調コンデンサ４とを含む。容量性要素の値及びループのインダクタンスは、回路が受信及び／又は送信用の電磁波の所望の周波数に同調されるよう選択される。ループアンテナのこれらの特性は従来技術と同様であり、ループアンテナの様々な可能な設計は当業者によって認められよう。一例として、導電性ループ２は金属箔の片によって形成され、所望の１回巻きのループへ屈曲されうる。この屈曲された金属箔は絶縁性のジグによって支持されてもよく、或いは金属箔は固い基板上に設けられてもよい。
図１に示される３次元のループアンテナのかわりに、例えば所望の形態を有し絶縁性基板上に設けられるスクリーン印刷金属性層を含む２次元のループアンテナの多くの設計が可能である。
図１に示されるループアンテナはループに直列に接続される単一の同調コンデンサを含むが、代わりにループの周りに配置される複数のコンデンサを設けることが所望であり得る。ループの周りに直列に分布される多数のコンデンサを設けることは、ユーザからの近さによって生ずるアンテナの離調の問題を低減するための１つの手段として提案されてきた。ループの周りの多数の直列のコンデンサを使用することは、ユーザからの近さによってループ中に導入されると信じられる追加的な漂遊容量の影響を低減する。また、追加的な直列容量が、追加的な離散構成要素によって導入されるのでなく、アンテナループの構造によって決められる、印刷分布容量ループが提案されてきた。
本発明によって与えられる解法は、上述の既知の手段に加えてループアンテナに適用されうる。任意の特定のループアンテナに対する特定の構造及び製造技術は、利用できる可能性が当業者によって認識されうるため、ここでは詳述しない。
本発明によれば、ループアンテナ用の多数の給電が設けられ、多数の給電間の切換えの制御がなされる。図１に示されるループアンテナは、アンテナへ信号を供給するため又はアンテナから信号を受信するための２対の給電１０，２０を含む。図１中、各給電対は、２つの給電端子１２，１４及び２２，２４を含む。給電端子の位置は、これらの端子間のインピーダンス、特にループインピーダンスの実数部を決定する。出願人により、損失物体（特に動作周波数において電磁放射線を吸収する物体）が存在する場合のアンテナ性能の低下は、少なくとも部分的に損失物体の近さによって生ずるアンテナ中のインピーダンス変化によるものであることが見いだされている。
異なるアンテナインピーダンスを与えるために給電端子の選択を可能とすることにより、通信装置が自由空間中に配置される場合及びユーザに隣接して配置される場合の両方に、アンテナインピーダンスを受信／送信回路に整合させることが可能となる。
端子対の切換えの制御は、ユーザからの近さをループアンテナの考慮に入れるために行われる。このため、エネルギー吸収物体、実際には装置のユーザ、の存在に応じて変動するパラメータが同定される。幾つかのかかるパラメータが同定されており、アンテナに対する最も適当な給電接続を選択するために、アンテナの動作はこれらのパラメータの１つ以上を監視することを必要とする。
出願人によって、損失物体の近さはアンテナのインピーダンスに影響を与え、従ってこのインピーダンスは給電端子の選択のための適当な制御パラメータであることが認識されている。直接インピーダンス測定は、例えば双方向ページャの場合のようにアンテナを用いた装置に信号発生回路が設けられている場合に適当であり得る。そのような場合、信号発生回路はインピーダンス測定用の試験信号発生器として使用されうる。インピーダンスはまた、既知の入力に応じたアンテナ端子からの反射された電力を測定することによって決定されてもよく、これはインピーダンス不整合の測定を与える。
アンテナのインピーダンス変化はまた、アンテナの品質係数を変化させ減少させ、それにより帯域幅が増加する。帯域幅応答はまた、必要な試験掃引信号を与えることが可能な信号発生器が存在すれば、帯域幅測定値を得るために解析されうる。
アンテナのインピーダンス又は帯域幅応答の内部測定は、受信器のみを含む装置、例えば一方向ページャでは適当でないかもしれず、それは、無線周波試験信号を与えることが可能な回路がなく、それにより追加的な専用回路が必要となるためである。
この専用回路の必要性をなくすため、帯域幅応答解析は代わりに、網内の通信機器へトレーニング用パルスが周期的に送信されるよう通信網を制御することによって達成されうる。帯域幅検出のため、トレーニング用パルスは、動作周波数の全範囲に亘る既知の強度を有する信号を含みうる。受信された信号の解析及び既知の元の信号との比較は、周波数の全範囲に亘るアンテナ応答のモデルを形成し、それによりループアンテナの動作帯域幅を決定する。
上述の帯域幅応答解析及びインピーダンス測定は、アンテナの両方の端子接続形態に対して実行されうる。しかしながら、測定値は１つの端子形態に対してのみ得ることができ、単一の測定値の解析は適当な端子選択が行われることを可能にするはずである。
異なる給電を用いて結合されるときのアンテナの性能標識もまた、給電端子の選択を制御するためのパラメータとして試験されうる。これらの性能標識もまた、網から通信装置へ送出される既知のトレーニング用パルスに応じて監視されうる。従って、既知の信号伝送に応じて、誤りビットレート、信号減衰、又は他のかかる変数を監視するためのアルゴリズムが実施されうる。また、測定を１つの端子対のみにおいて行うことが可能であり、又は両方の端子対からの信号を連続して比較することが所望であり得る。
図２は、例として上述のループアンテナ１を組込んだページャ２６を示す図である。アンテナ１からの多数の給電１０，２０は、給電端子を切換えるための切換え回路３１を含む受信器３０へ接続される。ページャは、端子切換えのための制御として選択されたパラメータを測定するためのパラメータ解析回路３２を含む。パラメータ解析回路３２は従って、上述の解析を行うための要素を含む。従って、回路は入来信号の信号振幅を監視するためのレベル検出回路及び／又は誤り解析アルゴリズム回路及び／又はインピーダンス測定を可能とするための局部発振器を含みうる。パラメータ解析回路３２からの信号は、受信器３０の中の切換え回路３１の動作を制御する全体の制御ユニット３４へ供給される。制御ユニット３４は、ページャのために必要とされる本願中では詳述されない従来の回路の全てを含むものと考慮されうる。最後に、図２に示されるページャには、従来のディスプレイ３６が設けられている。
上述のループアンテナは２対の給電端子を有するが、アンテナを用いた通信装置の異なる動作条件に対してアンテナインピーダンスのより正確な整合が得られるよう、ループアンテナにより多くの給電を設けることが可能である。また、端子対間で１つの給電端子を共用することが可能である。最も簡単な場合、本発明が実施されることを可能とするためにループに３つの端子のみが設けられうる。
本発明は特にページャ（受信専用装置）を参照して説明されたが、本発明はループアンテナを使用し、そのうちの幾つかが上述の近接効果を生ずる異なる動作条件を有する任意の受信又は送信装置に適用可能であることが認められよう。
工業上の適用
本発明はページャといった消費者通信装置を含む広範な工業適用を有する。

Claims (14)

1. 少なくとも２つの端子対が決められた複数の給電端子と、選択された端子対を用いてループアンテナからの受信及び送信を可能とするために１つの端子対を選択する制御手段とを含む通信装置であって、
   前記複数の給電端子の各々の位置は、前記ループアンテナのループのインピーダンスの実数部で定められており、
   端子対の選択は、アンテナの動作周波数付近で電磁エネルギーを吸収する物体からアンテナへの近さに応ずる前記ループアンテナの少なくとも１つのパラメータの測定値に基づいて、制御手段によって行われる通信装置。
2. 上記パラメータはアンテナの帯域幅を含む、請求項１記載の装置。
3. 上記パラメータは端子対において測定されたループのインピーダンスを含む、請求項１記載の装置。
4. 少なくとも２つの端子対が決められた複数の給電端子と、選択された端子対を用いてループアンテナからの受信及び送信を可能とするために１つの端子対を選択する制御手段とを含み、
   前記複数の給電端子の各々の位置は、前記ループアンテナのループのインピーダンスの実数部で定められており、
   端子対の選択は、アンテナの動作周波数付近で電磁エネルギーを吸収する物体からアンテナへの近さに応ずる少なくとも１つのパラメータの測定値に基づいて、制御手段によって行われる通信装置であって、上記パラメータはアンテナにおける既知の信号の受信品質を含む、通信装置。
5. 前記受信品質の測定は、誤り解析を含む、請求項４記載の装置。
6. 前記受信品質の測定は、信号のレベル検出を含む、請求項４記載の装置。
7. 少なくとも２つの端子対の夫々の１つの端子は、前記少なくとも２つの端子対の全てに対して共通の端子である、請求項１乃至６のうちいずれか一項記載の装置。
8. 請求項１乃至７のうちいずれか一項記載の通信装置を含むページャ。
9. 少なくとも２つの端子対が決められた複数の給電端子を有するループアンテナを含む通信装置中の１つの端子対を選択する方法であって、
   前記複数の給電端子の各々の位置は、前記ループアンテナのループのインピーダンスの実数部で定められており、
   アンテナの動作周波数付近で電磁エネルギーを吸収する物体からアンテナへの近さに応ずる前記ループアンテナの少なくとも１つのパラメータを測定する段階を含む方法。
10. パラメータはアンテナの帯域幅を含む、請求項９記載の方法。
11. パラメータは端子対において測定されるループのインピーダンスを含む、請求項９記載の方法。
12. 少なくとも２つの端子対が決められた複数の給電端子を有するループアンテナを含む通信装置中の１つの端子対を選択する方法であって、
    前記複数の給電端子の各々の位置は、前記ループアンテナのループのインピーダンスの実数部で定められており、
    アンテナの動作周波数付近で電磁エネルギーを吸収する物体からアンテナへの近さに応ずる少なくとも１つのパラメータを測定する段階を含む方法であって、上記パラメータはアンテナにおける既知の信号の受信品質を含む、通信方法。
13. 前記受信品質の測定は、誤り解析を含む、請求項１２記載の方法。
14. 前記受信品質の測定は、信号のレベル検出を含む、請求項１２記載の方法。

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