JP4305599B2 - 可変式アンテナ整合回路内蔵携帯無線機 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明が属する技術分野】
本発明は、携帯無線電話機に関し、特に、携帯無線機装置全般（携帯電話機も含む）の内部にインピーダンスが可変可能なアンテナ整合部を有し、金属板等の金属材上に携帯無線機をおいた際、金属材上であることを感知する認識部を有し、前記記載の可変式アンテナ整合回路で可変させることで、送信変調波が金属材に反射して携帯無線機内部の送信部に及ぼす影響を軽減し、送信変調データの品質を向上し、効率の良い通信を可能とする可変式アンテナ整合回路を内蔵した携帯無線電話機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の携帯無線機において、金属板上に携帯無線機を置くことで、データが載った変調された送信波が金属板に反射して、携帯無線機内部の送信部にかぶり込み、変調データの品質劣化を招いていた。
【０００３】
図５は、従来の携帯無線機の一例を示すブロック図である。アンテナ１から送信された送信波が、金属板に反射して、携帯無線機内部の送信部１３にかぶり、変調器１６で変調される送信データと金属板から反射された送信波が重畳されるため、変調器１６で生成される変調波のデータの品質が劣化する。
【０００４】
アンテナ整合回路２は、アンテナ１と無線回路共用器５とのインピーダンス整合を取ることを目的とし、適切なインピーダンスでの通信を行うためのものであり、どの方向からの到来波にも対応できるよう一様な指向性を持つようにされている。
【０００５】
このため、ある特定方向に対してアンテナの指向性を持たせることはできず、パーソナルコンピュータ等のコンピュータと接続して無線通信を行う場合、金属板上に携帯無線機を置いた状態で使用すると、金属板面に対しても電波を放射して、この電波が金属板で反射して、携帯無線機内部にかぶり、変調データの品質が劣化する。
【０００６】
特に折り畳み型の携帯無線機で折り畳んだ状態で金属板上に置いた場合、もしくはアンテナと無線回路基板が近接している一体型の携帯無線機を金属板上に置いた場合、アンテナと金属板及び無線回路基板が近接するため、アンテナから放射された変調した送信波が金属板に反射して無線回路基板へかぶり込む量が増大し、変調データの品質劣化を招く。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
そこで、本発明は、金属板上で使用した場合において、アンテナの指向性を変更するようにアンテナ整合回路のインピーダンスを可変し、金属板等の金属材上へのアンテナの指向性を低減し、金属材の方向とは異なる方向へのアンテナの指向性を向上することで、金属材からの反射による変調された送信波のかぶりを軽減することを課題としている。
【０００８】
又、本発明は、受信時において、金属材からの電波の到来は予想されないため、金属材の方向とは異なる方向へのアンテナの指向性を向上することによって、受信感度を改善することを課題としている。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するための本発明は、可変式アンテナ整合回路を備えた携帯無線機であって、前記携帯無線機は、受信と送信とを兼用するアンテナと、前記アンテナに接続された前記可変式アンテナ整合回路と、前記可変式アンテナ整合回路に接続された共用器と、前記アンテナの指向性を制御する制御部と、前記携帯無線機と金属材との接触を認識する金属認識部とを含み、前記金属認識部は、磁石と、当該磁石および前記金属材間の磁束が弱くなったことを前記接触と認識する磁束検出回路とを有し、前記制御部は、前記認識信号が出力されたとき、前記アンテナからの送信波に前記金属材からの反射波と異なる指向性を与え且つ前記アンテナによる受信波に前記金属材からの反射波と異なる指向性を与えるよう当該アンテナの指向性を変化させるための信号を前記可変式アンテナ整合回路へ供給する。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。図１に示すように、本発明の携帯無線機は、アンテナ１と、送受信を同時に行う共用器（デュープレクサー、ＤＵＰ）３と、受信部４と、送信部１３と、データの処理を行う制御部２０と、記憶部２１とを含んでいる。
【００１１】
受信部４は、フィルタ１（５）と、増幅器１（６）と、フィルタ２（７）と、発振器１（８）と、ミキサ９と、フィルタ３（１０）と、増幅器２（１１）からなる。受信データはＡ／Ｄコンバータ１２でデジタル信号に変換される。
【００１２】
送信部１３は、発振器２（１５）と、アナログ信号の送信データを変調する変調器１６と、フィルタ４（１７）と、増幅器３（１８）と、アイソレータ１９からなる。送信データはＤ／Ａコンバータ１４でアナログ信号に変換され送信部１３へ送られる。
【００１３】
更に、本発明の携帯無線機は、金属板等の金属材上に携帯無線機が置かれたことを認識する金属認識部２４と、金属認識部２４の認識に基づいて制御部２０の指示により、アンテナの指向性を変更する可変式アンテナ整合回路２２を含む。
【００１４】
又、記憶部２１は、可変式アンテナ整合回路の初期設定値やアンテナの指向性を変更するための設定値等を格納する。
【００１５】
図２は、本発明の形態無線電話機の斜視図である。金属認識部２４は、無線回路基板２７の背面に設置された磁石２８と、磁束検出回路２９とを含む。
【００１６】
金属材２６に無線回路基板２７が近づいたときに金属材２６と磁石２８の間の磁束密度が高くなり、磁束検出回路２９で検出する磁束が弱くなる。磁束が弱くなったのを磁束検出回路２９で検出することで、携帯無線機２５に金属材２６が近づいたこと又は携帯無線機が金属材に接触したことを認識する。
【００１７】
図３は、可変式アンテナ整合回路２２の一例の回路図である。Ｌ１、Ｃ３、Ｃ２からなるのアンテナ整合回路のＤＵＰ３側のコンデンサＣ２と接地端子の間に可変コンデンサＣ１を接続する。更に、制御部２０からのデータをＤ／Ａコンバータ２３でアナログ信号に変換し、そのアナログ信号をコイルＬ２を介してコンデンサＣ１に印加する。このように、可変コンデンサＣ１の両極の直流電位を変化させ、更に制御部２０がコンデンサＣ１の容量値を変更して、アンテナの指向性を変化させ、アンテナ１からの送信波が送信部１３に重畳することを防止する。
【００１８】
このようにして、送信時において、前記金属材からの反射波が前記アンテナからの送信波に重畳することを抑制する。又、このことは同時に、受信時において、金属材からの反射波と前記アンテナが直接受信した受信波との重畳を抑制できることも意味する。
【００１９】
図４は、可変式アンテナ整合回路２２の動作を説明するためのフローチャートである。
【００２０】
ステップ１００において、電源が投入されると動作を開始する。
【００２１】
ステップ２００において、可変式アンテナ整合回路２２のコンデンサＣ１の容量を記憶部２１に格納された値αに設定し、更にステップ２１０において、電源が投入されていることを確認する。このとき電源が切れていれば動作は終了する（ステップ３４０）。
【００２２】
一方、電源が投入されていれば、ステップ３００において、金属認識部２４にて、携帯無線機２５が金属材に接触しているかを検出する。
【００２３】
ステップ３１０において、金属材と接触していないと判断される場合には、ステップ２００に戻ってコンデンサＣ１の容量を初期値にαに設定する。
【００２４】
一方、ステップ３１０において、金属材と接触していると判断される場合には、可変式アンテナ整合回路２２のコンデンサＣ１（図４）の定数を記憶部２１に格納された値（α＋β）に変更して、アンテナ１の指向性を変化させる（ステップ３２０）。
【００２５】
その後、ステップ３３０において、電源が投入されていることを確認する。電源が投入されていれば、ステップ３００に戻って、金属材との接触の有無を監視する。一方、電源が切れていれば、本動作を終了する（ステップ３４０）。
【００２６】
【発明の効果】
以上説明した本発明によれば、金属材上に携帯無線機を置いて送信したとき、変調された送信波が金属材に反射して携帯無線機内部の送信部にかぶり込む量を低減させ、品質の良い変調データの送信波を搬送でき、通信品質の向上が図れる。
【００２７】
又、本発明によれば、金属材上に携帯無線機を置いたときの受信感度を改善することができる。その理由は、電波は金属材面以外の方向より到来するため金属材の方向とは異なる方向にアンテナの指向性を持たせることで、金属材面に対して異なる方向すなわち伝播の到来する方向でのアンテナの利得を高めることができるからである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の携帯無線機のブロック図
【図２】本発明の携帯無線機と金属板との接触を説明するための斜視図
【図３】本発明の携帯無線機の可変式アンテナ整合部の回路図
【図４】本発明の携帯無線機の動作を説明するためのフローチャート
【図５】従来の携帯無線機のブロック図
【符号の説明】
１ アンテナ
３ 共用器
４ 受信部
１２ Ａ／Ｄ
１３ 送信部
１４ Ｄ／Ａ
２０ 制御部
２１ 記憶部
２２ 可変式アンテナ整合回路
２３ Ｄ／Ａ
２４ 金属認識部

Claims (3)

1. アンテナの指向性を変更することができる携帯無線機であって、
   受信と送信とを兼用するアンテナと、
   前記アンテナに接続された可変式アンテナ整合回路と、
   前記可変式アンテナ整合回路に接続された共用器と、
   前記アンテナの指向性を制御する制御部と、
   前記携帯無線機と金属材との接触を認識して認識信号を出力する金属認識部とを含み、
   前記金属認識部は、前記金属材が近づいたときに磁束密度が高くなる磁石と、当該磁石の磁束が弱くなったことを前記接触と認識する磁束検出回路とを有し、
   前記制御部は、前記認識信号が出力されたとき、前記アンテナからの送信波に前記金属材からの反射波と異なる指向性を与え且つ前記アンテナによる受信波に前記金属材からの反射波と異なる指向性を与えるよう当該アンテナの指向性を変化させるための信号を前記可変式アンテナ整合回路へ供給することを特徴とする携帯無線機。
2. 前記可変式アンテナ整合回路は、インダクタンスＬ１、Ｌ２、コンデンサＣ１、Ｃ２、及び容量可変コンデンサＣ３を有し、
   前記Ｌ１は、両端がそれぞれ前記アンテナと前記共用器とに接続され、
   前記Ｃ３は、一端が前記アンテナに接続され他端が接地され、
   前記Ｃ２は、一端が前記共用器に接続され他端が前記ＣＩの一端に接続され、
   前記Ｃ１の他端は接地され、
   前記Ｌ２は、一端が前記Ｃ２の前記他端に接続され他端が前記Ｄ／Ａコンバータに接続され、
   前記制御部は、前記認識信号が出力されたとき、前記Ｄ／Ａコンバータの出力を前記Ｌ２を介して前記Ｃ１の一端に印加して当該Ｃ１の容量を変化させるための信号を前記可変式アンテナ整合回路へ供給することを特徴とする請求項１記載の携帯無線機。
3. さらに、前記容量Ｃ１の初期値と、当該Ｃ１を変化させるために前記初期値に加算される値とを記憶する記憶部を備えることを特徴とする請求項２記載の携帯無線機。

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