JP4735164B2 - Wireless transmission circuit, wireless transmitter, wireless communication circuit, and wireless communication device - Google Patents
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Description
本発明は、通信環境に応じて最適なアンテナマッチング回路を選択するアンテナマッチング回路自動切換装置を備えた無線送信回路、無線送信機、無線通信回路及び無線通信機に関し、特に、実際の通信環境に応じて最適なアンテナマッチング回路を選択できるアンテナマッチング回路自動切換装置を備えた無線送信回路、無線送信機、無線通信回路及び無線通信機に関する。 The present invention relates to a radio transmission circuit, a radio transmitter, a radio communication circuit, and a radio communication device including an antenna matching circuit automatic switching device that selects an optimum antenna matching circuit according to a communication environment, and more particularly to an actual communication environment. The present invention relates to a radio transmission circuit, a radio transmitter, a radio communication circuit, and a radio communication device including an antenna matching circuit automatic switching device that can select an optimum antenna matching circuit.
図3に、従来の無線回路の構成を示す。無線回路は、アンテナ1、アンテナマッチング回路2、アンテナスイッチ3、受信回路4、送信回路6及びLSI8を有する。
アンテナ1は、特定の周波数帯域の電磁波を受信して電気信号に変換するとともに、LSI8から送られてきた電気信号を電磁波に変換して大気中に送出する。アンテナマッチング回路2は、アンテナ1が電磁波を効率良く送受信できるようにするためにインピーダンスマッチングを行う回路である。アンテナスイッチ3は、アンテナ1を受信回路4及び送信回路6のいずれか一方に接続する。受信回路4は、アンテナ1から入力されたアナログ電気信号をデジタル電気信号に変換してLSI8へ出力する回路である。送信回路6は、LSI8から入力されたデジタル電気信号をアナログ電気信号に変換してアンテナ1へ出力する回路である。LSI8は、デジタル電気信号を処理する。
FIG. 3 shows a configuration of a conventional radio circuit. The radio circuit includes an
The
上記の構成では、アンテナマッチング回路2は、人体に近接した状態で使用した場合にアンテナ特性が最適となる「人体マッチング回路」か、人体とは離れた状態で使用した場合にアンテナ特性が最適となる「非人体マッチング回路」か、またはこれらの中間の特性を示すマッチング回路として設計されていた。
In the above configuration, the antenna matching
アンテナマッチング回路2を「人体マッチング回路」として設計した場合には、人体頭側などでの使用中のアンテナ特性は良好となるが、机上などにおいた状態で使用中や、待ち受け中などにはアンテナ特性が劣化する。逆に、アンテナマッチング回路2を「非人体マッチング回路」として設計した場合には、机上などにおいた状態で使用中や、待ち受け中などにはアンテナ特性は良好となるが、人体頭側などでの使用中にはアンテナ特性が劣化する。さらに、「人体マッチング回路」と「非人体マッチング回路」との中間の特性を示すように設計した場合には、いずれの使用状態でも今ひとつのアンテナ特性となる。
When the antenna matching
よって、上記構成においては、人体頭側などでの使用時及び机上などにおいた状態で使用時や待ち受け時のいずれにおいても最適なアンテナ特性を確保することは困難である。最適なアンテナ特性を確保できない場合、弱電界の場所(海や山などの郊外)において緊急時(災害や事故発生時)に携帯電話機を使用できないという事態を招きかねない。 Therefore, in the above configuration, it is difficult to ensure optimum antenna characteristics when used on the human head side, etc., or when used on a desk or the like, or during standby. If the optimum antenna characteristics cannot be ensured, it may lead to a situation in which the mobile phone cannot be used in an emergency (disaster or accident) in a weak electric field (outskirts such as the sea or mountains).
また、アンテナとのインピーダンス不整合によりロスが発生するため、より大きい送信電力が必要となり、消費電力が増加し、通話時間が短くなるなどの非効率的な通信環境となってしまう。 Moreover, since loss occurs due to impedance mismatch with the antenna, a larger transmission power is required, resulting in an inefficient communication environment such as an increase in power consumption and a shortened call time.
このような問題を解決することを目的とした従来技術として、特許文献1に開示される「アンテナ・インピーダンス変化の補償可能な携帯電話機」、特許文献2に開示される「携帯通信装置」、特許文献3に開示される「アンテナ回路及び無線送受信装置」、特許文献4に開示される「携帯無線機」、特許文献5に開示される「アンテナ整合調整回路」、及び、特許文献6に開示される「通信カード、及び通信機器」がある。
特許文献1に開示される発明は、音声信号の有無を検出してアンテナ整合回路を切り換える構成である。近年の携帯電話端末は、人体に接近した状態でなくても通話できる機能(テレビ電話機能、ハンズフリー通話機能)を備えたものも多いため、特許文献1に開示される発明では、携帯電話端末を使用する状況によっては最適なアンテナ特性となるアンテナ整合回路に切り換えられないことがある。
The invention disclosed in
特許文献2に開示される発明は、イヤホンマイクが装着されたことを検出してインピーダンス整合を切り替える構成である。だが、人体に接近していない状態で使用される場合に必ずしもイヤホンマイクが装着されるわけではないから、特許文献2に開示される発明では、携帯電話端末を使用する状況によっては最適なアンテナ特性となるアンテナ整合回路に切り換えられないことがある。
The invention disclosed in
特許文献3に開示される発明は、携帯電話機が待ち受け状態、通常の音声通話状態及びハンズフリー通話状態のいずれにあるかを検出してマッチング回路を切り替える構成である。しかし、これらのいずれの状態にあっても、アンテナのインピーダンスは常に一定であるわけではない。例えば、同じ待ち受け状態であっても、携帯電話機を衣服のポケットに入れている場合と、鞄の中に入れている場合とではアンテナのインピーダンスは異なってくる。また、音声通話中に何らかの事情で携帯電話機を一時的に人体から離した場合には、アンテナのインピーダンスが変化する。よって、特許文献3に開示される発明では、携帯電話端末を使用する状況によっては最適なアンテナ特性となるアンテナ整合回路に切り換えられないことがある。
The invention disclosed in
特許文献4に開示される発明は、各々異なるインピーダンス整合をとる複数の整合器を備え、前回選択した整合器による反射電力と、今回選択した整合器による反射電力とを比較して、反射電力が小さい方を実際に用いる構成である。しかし、このような構成とするためには、前回どの整合器を選択したのかを表す情報を記録するメモリが不可欠であるから、回路構成や制御が複雑となってしまう。
The invention disclosed in
特許文献5や特許文献6に開示される発明は、単数のアンテナ整合回路の定数を反射波のレベルに応じて調整する構成である。このような構成では、制御アルゴリズムが複雑化してしまう。
The invention disclosed in Patent Document 5 and
このように、従来は、端末の実際の通信状態に適したマッチング回路が選択されない可能性があると共に、インピーダンスマッチングのための制御が複雑になってしまうという問題がある。 Thus, conventionally, there is a possibility that a matching circuit suitable for the actual communication state of the terminal may not be selected, and there is a problem that control for impedance matching becomes complicated.
本発明はかかる問題に鑑みてなされたものであり、簡単な制御で端末の実際の通信状態に適したマッチング回路を選択できる無線送信回路、無線通信回路、無線送信機及び無線通信装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such a problem, and provides a wireless transmission circuit, a wireless communication circuit, a wireless transmitter, and a wireless communication device that can select a matching circuit suitable for an actual communication state of a terminal with simple control. For the purpose.
上記目的を達成するため、本発明は、第1の態様として、無線信号を少なくとも大気中に送出するためのアンテナと、前記アンテナへアンテナスイッチを介して電気信号を出力する信号生成手段と、前記アンテナにおいて反射された前記電気信号の反射波を前記アンテナスイッチを介して前記信号生成手段とは別の経路に導く方向性カプラと、前記方向性カプラを介して前記アンテナから入力された前記反射波の強度を検出する手段と、前記反射波の強度の検出結果に応じて、前記アンテナと前記電気信号とのインピーダンスマッチングをとるため、前記アンテナと前記アンテナスイッチとの間に設けられたマッチング回路を、特性の異なる複数のマッチング回路群から選択するマッチング回路選択手段とを有する無線送信回路を提供するものである。 In order to achieve the above object, the present invention provides, as a first aspect, an antenna for sending a radio signal at least to the atmosphere, a signal generating means for outputting an electric signal to the antenna via an antenna switch , A directional coupler that guides the reflected wave of the electrical signal reflected by the antenna to a path different from the signal generating unit via the antenna switch, and the reflected wave input from the antenna via the directional coupler And a matching circuit provided between the antenna and the antenna switch for impedance matching between the antenna and the electric signal in accordance with the detection result of the intensity of the reflected wave. And a wireless transmission circuit having a matching circuit selection means for selecting from a plurality of matching circuit groups having different characteristics. It is.
本発明の第1の態様の上記のいずれの構成においても、マッチング回路選択手段は、反射波の強度を所定のしきい値と比較し、該しきい値よりも反射波の強度が高い場合に、現在選択しているマッチング回路に変えて他のマッチング回路を選択することが好ましい。また、マッチング回路群は、アンテナが人体に近接した状態でアンテナと電気信号とのインピーダンスマッチングが最適となる人体マッチング回路と、アンテナが人体と離れた状態でアンテナと電気信号とのインピーダンスマッチングが最適となる非人体マッチング回路とを含むことが好ましい。 In any of the above configurations according to the first aspect of the present invention, the matching circuit selection unit compares the intensity of the reflected wave with a predetermined threshold value, and the intensity of the reflected wave is higher than the threshold value. It is preferable to select another matching circuit instead of the currently selected matching circuit. In addition, the matching circuit group is optimal for impedance matching between the antenna and the electrical signal when the antenna is close to the human body, and is optimal for impedance matching between the antenna and the electrical signal when the antenna is separated from the human body. And a non-human body matching circuit.
また、上記目的を達成するため、本発明は、第2の態様として、本発明の第1の態様の上記のいずれかの構成にかかる無線送信回路を備えた無線送信機を提供するものである。 Moreover, in order to achieve the said objective, this invention provides the radio | wireless transmitter provided with the radio | wireless transmission circuit concerning the structure in any one of said 1st aspect of this invention as a 2nd aspect. .
また、上記目的を達成するため、本発明は、第3の態様として、本発明の第1の態様の上記のいずれかの構成にかかる無線送信回路とアンテナを介して受信した無線信号を電気信号に変換する手段とを有することを特徴とする無線通信回路を提供するものである。 In order to achieve the above object, according to a third aspect of the present invention, as a third aspect, the wireless signal received via the wireless transmission circuit and the antenna according to any one of the configurations of the first aspect of the present invention is converted into an electrical signal. And a means for converting to a wireless communication circuit.
また、上記目的を達成するため、本発明は、第4の態様として、本発明の第3の態様にかかる無線通信回路を備えた無線通信機を提供するものである。 Moreover, in order to achieve the said objective, this invention provides the radio | wireless communication apparatus provided with the radio | wireless communication circuit concerning the 3rd aspect of this invention as a 4th aspect.
本発明によれば、簡単な制御で端末の実際の通信状態に適したマッチング回路を選択できる無線送信回路、無線通信回路、無線送信機及び無線通信装置を提供できる。 According to the present invention, it is possible to provide a wireless transmission circuit, a wireless communication circuit, a wireless transmitter, and a wireless communication device that can select a matching circuit suitable for an actual communication state of a terminal with simple control.
〔第1の実施形態〕
本発明を好適に実施した第1の実施形態について説明する。
図1に、本実施形態にかかる無線回路の構成を示す。この無線回路は、アンテナ1、アンテナマッチング回路2、アンテナスイッチ3、受信回路4、カプラ5、送信回路6、平滑回路7、LSI8を有する。
アンテナマッチング回路2は、携帯中に最適なインピーダンス整合となる人体マッチング回路と、人体から離れた状態で最適なインピーダンス整合となる非人体マッチング回路とこれらを切り換える回路とで構成される。
この無線回路は、無線送信機や無線通信端末(携帯電話機など)に適用される回路である。
[First Embodiment]
A first embodiment in which the present invention is suitably implemented will be described.
FIG. 1 shows a configuration of a radio circuit according to the present embodiment. This radio circuit includes an
The antenna matching
This wireless circuit is a circuit applied to a wireless transmitter or a wireless communication terminal (such as a mobile phone).
送信回路6から出力された送信電力は、カプラ5、アンテナスイッチ3及びアンテナマッチング回路2を経由してアンテナ1から大気中へ出力される。この際に、アンテナ1からの反射波は、カプラ5の作用によって平滑回路7へと入力される。平滑回路7へ入力された反射波は、直流電圧に変換され、LSI8へ入力される。LSI8は、不図示のA/Dコンバータを備えており、反射波の量を常時監視する。
上記の動作を所定の間隔で繰り返し実行する。
The transmission power output from the
The above operation is repeatedly executed at predetermined intervals.
アンテナマッチング回路2が人体マッチング回路を選択している場合は、ユーザが携帯電話機を携行していれば不整合ロスが小さいため反射波の量は少なく、机上などに設置していれば不整合ロスが大きいため反射波の量は量も多い。
一方、アンテナマッチング回路2が非人体マッチング回路を選択している場合は、ユーザが携帯電話機を携行していれば不整合ロスが大きいため反射波の量も多くなり、机上などに設置していれば不整合ロスが小さいため反射波の量も少なくなる。
When the antenna matching
On the other hand, when the
人体マッチング回路選択時及び非人体マッチング回路選択時それぞれについてしきい値が設けられており。反射波の量が大きくなった場合(換言すると不整合ロスが大きくなった場合)には、ユーザが携行していた携帯電話機を机上などに設置した、又はその逆の行為が行われたと判断し、アンテナマッチング回路2を人体マッチング回路から非人体マッチング回路へ、又はその逆へと切り替える。
A threshold is set for each of the human body matching circuit selection and the non-human body matching circuit selection. If the amount of reflected waves increases (in other words, the mismatch loss increases), it is determined that the mobile phone that the user was carrying was installed on the desk or the other way around. The
これにより、本実施形態にかかる無線回路は、ユーザが携行しながら使用している時と、机上などに設置している時とのいずれの場合でも、その状況に応じた最適なアンテナマッチング回路が選択できるため、これを備えた無線送信端末は、常に最良のアンテナ品質にて無線信号を送信できる。また、これを備えた携帯電話機は、常に最良のアンテナ品質にて通信できる。よって、通話とぎれや雑音が発生することなく、安定した通信が可能となる。 As a result, the wireless circuit according to the present embodiment has an optimum antenna matching circuit according to the situation, whether it is used while being carried by a user or installed on a desk or the like. Since it can be selected, a wireless transmission terminal equipped with this can always transmit a wireless signal with the best antenna quality. In addition, a mobile phone provided with this can always communicate with the best antenna quality. Therefore, stable communication is possible without interruption of the call or noise.
〔第2の実施形態〕
本発明を好適に実施した第2の実施形態について説明する。本実施形態にかかる無線回路は、第1の実施形態とほぼ同様であるが、カプラ5の代わりにサーキュレータ9を備えている。
この構成における回路動作は、第1の実施形態と同様であるため、重複する説明は省略する。
[Second Embodiment]
A second embodiment in which the present invention is suitably implemented will be described. The radio circuit according to this embodiment is substantially the same as that of the first embodiment, but includes a
Since the circuit operation in this configuration is the same as that of the first embodiment, a duplicate description is omitted.
なお、上記各実施形態は本発明の好適な実施の一例であり、本発明はこれらに限定されるものではない。
例えば、上記各実施形態においては、無線信号を送受信する携帯電話機を例に説明したが、必ずしも無線信号を受信する機能を備えている必要はなく、本発明は無線送信機に対しても適用可能である。
また、上記各実施形態においては、二種類のマッチング回路(人体マッチング回路、非人体マッチング回路)のいずれかを、アンテナからの反射波の強度に応じて選択する場合を例としたが、三種類以上のマッチング回路(例えば、通常通話用(人体頭側に保持しての通信時用)、テレビ電話用(人体頭側以外の所に保持しての通信時用)、ハンズフリー通話用(机上などに設置しての通信時用))のいずれかを、アンテナからの反射波の強度に応じて選択するようにしても良い。
このように、本発明は様々な変形が可能である。
Each of the above embodiments is an example of a preferred embodiment of the present invention, and the present invention is not limited to these.
For example, in each of the above embodiments, a mobile phone that transmits and receives radio signals has been described as an example. However, it is not always necessary to have a function of receiving radio signals, and the present invention can also be applied to a radio transmitter. It is.
In each of the above embodiments, an example is given in which one of two types of matching circuits (human body matching circuit, non-human body matching circuit) is selected according to the intensity of the reflected wave from the antenna. The above matching circuits (for example, for normal calls (for communication held on the human head side), for videophones (for communication held on a place other than the human head side), for hands-free calls (desktop) Or the like for communication))) may be selected according to the intensity of the reflected wave from the antenna.
As described above, the present invention can be variously modified.
1 アンテナ
2 アンテナマッチング回路
3 アンテナスイッチ
4 受信回路
5 カプラ
6 送信回路
7 平滑回路
8 LSI
9 サーキュレータ
DESCRIPTION OF
9 Circulator
Claims (6)
前記アンテナへアンテナスイッチを介して電気信号を出力する信号生成手段と、
前記アンテナにおいて反射された前記電気信号の反射波を前記アンテナスイッチを介して前記信号生成手段とは別の経路に導く方向性カプラと、
前記方向性カプラを介して前記アンテナから入力された前記反射波の強度を検出する手段と、
前記反射波の強度の検出結果に応じて、前記アンテナと前記電気信号とのインピーダンスマッチングをとるため、前記アンテナと前記アンテナスイッチとの間に設けられたマッチング回路を、特性の異なる複数のマッチング回路群から選択するマッチング回路選択手段とを有する無線送信回路。 An antenna for transmitting at least a radio signal to the atmosphere;
Signal generating means for outputting an electrical signal to the antenna via an antenna switch ;
A directional coupler that guides a reflected wave of the electrical signal reflected by the antenna to a path different from the signal generation unit via the antenna switch ;
Means for detecting the intensity of the reflected wave input from the antenna via the directional coupler;
In order to perform impedance matching between the antenna and the electric signal according to the detection result of the intensity of the reflected wave, a matching circuit provided between the antenna and the antenna switch is provided with a plurality of matching circuits having different characteristics. A wireless transmission circuit having matching circuit selection means for selecting from a group.
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