JP5813133B2 - アンテナインピーダンス整合装置及び方法 - Google Patents

Description

本発明は、通信分野に関し、具体的に、アンテナインピーダンス整合装置及び方法に関する。

アンテナの性能が良好であるか否かによって送信される信号の強さが決められ、アンテナをデバックする際、アンテナの性能に対するインピーダンス整合、ＶＳＷＲ（Voltage Standing Wave Ratio：電圧定在波比）の影響は大きい。特に、ＴＲＰ（Total Radiated Power：全放射電力）、ＴＩＳ（Total Isotropic Sensitivity：全等方感度）、アンテナ効率は、携帯電話の重要な指数で、携帯電話全体の性能に影響を与え、製品の成功の可否が決められる。

インピーダンス整合は、負荷インピーダンスと励振源内部のインピーダンスとが交互して整合されることで電力出力が最大の動作状態を得ることで、入力回路と出力回路との間の電力伝達関係を反映し、回路のインピーダンスが整合された場合、最大電力伝達を得ることができ、インピーダンス整合に失敗した場合、電力は反射され、エネルギー伝送が低減させ、回路性能も損害を受けてしまう。

携帯電話標準の多様化及びマルチバンドのＣＤＭＡ（Code Division Multiple Access：符号分割多元接続）/ＷＣＤＭＡ（登録商標）（Wideband Code Division Multiple Access：広帯域符号分割多元接続）/ＧＳＭ（登録商標）（Global System for Mobile Communications：モバイル通信用グロバールシステム）携帯電話の普及に伴って、今の移動端末はある独立した周波数帯域での動作に限らない。平素の使用中、人々は周波数帯域のカバーが強大するほど性能にもよい面と悪い面のあることを感じられる。アンテナインピーダンス整合の異なる周波数帯域に対する値が異なるので、アンテナ整合が失敗した場合、通話不可能で性能が悪く、携帯電話の消費電力が大きく、待機時間が短く、持続して使用すると、機器自体が熱くなることもある。全球通(ＧｏＴｏｎｅ)の携帯電話の設計要求により、スマートフォンのアンテナ整合の設計はますます大きい挑戦が要求されている。

同時に、携帯電話の構造も最初のストレート式携帯電話（Bar-pＨone）から今のスライド式携帯電話（slide pＨone）、側スライド式携帯電話（side slider）、３６０度回転可能なディスプレーの携帯電話まで多様化され、携帯電話のアンテナ輻射方向は使用角度の変化によって異なり、同じ携帯電話であっても前後スライドして合わせる時と開く時の二つの状態における輻射参照面も異なっているが、アンテナのデバックは通常、単一状態を優先して保証し、これにより、アンテナ整合形態及び変量の選択に極めて大きい困難を与えている。

また、携帯電話のアンテナ整合を考慮する際に、通常自由空間における輻射性能をテストし、人の頭部及び手に対する影響を充分に考慮しないので、さまざまな使用環境及び条件での人体に対する危害を最低限に抑えることができなくなる。如何に応用条件に応じて携帯電話のアンテナ整合を適切に調整し、受信性能を保証した上でＳＡＲ（Specific Absorption Rate：電磁波吸収率）値を低下させるかは、解決すべき問題となっている。

同時に、構造及び工程から見ても、携帯電話の前後ケースの構造及び材料の変更に伴って、塗料の塗布及び溶融めっき工程も変化しているにも関わらず、アンテナ形態は固定されているので、アンテナ整合にも適応性のある調整を行わなければならない。取り付け工程から見ると、アンテナのメタルドームの積層の程度、マザーボード及びアンテナ接地の程度が異なると、インピーダンス整合に対する要求も異なる。最後に、製造工程から見ると、今のアンテナＦＰＣ（Flexible Printed Circuit：フレキシブルプリント基板、軟質基板とも呼ばれる）工程にもある程度の精度差が存在し、同時生産されたアンテナであってもそのＦＰＣ厚み、曲がり箇所、隙間等の箇所に微小な差異が存在し、当該微小な相違点によって携帯電話のアンテナ輻射性能が異なるが、これをアンテナインピーダンス整合によって校正することができる。

現在、携帯電話のアンテナ整合方法は以下のように１、単一受動Ｌ型又はπ型整合ネットワークと、２、複数の整合ユニットの組合せパス選択器又はスイッチ制御によって一つを選択して整合する方法と、３、二つ以上の動作モードを有するアンテナの内の各アンテナを独立して整合する方法と、４、電圧制御又はＡＧＣ（Automatic Gain Control：自動利得制御）によって可変コンデンサーを制御して整合を図る方法とを備えている。

しかし、上記整合によると、いずれも以下のような問題点が存在する。例えば、方法１によると、整合形態が固定されるので、マルチバンド調整に不便であって、方法２によると、異なる整合形態しか選択できず、整合形態が複雑で冗長であって、且つ各種の組合せ形態に対しも、相当的に独立し固定されるので、微調整の機能を有しなく、方法３によると、各種のアンテナに対し固有の整合部品を提供し、マルチアンテナ無線周波数システムでの使用に限られ、方法４によると、伝統的な可変静電コンデンサーに基づいてインピーダンス整合を調整するので、調整範囲が狭く、調整能力が弱く、現在の多応用場合の整合要求を満たすことができない。

本発明は、上記問題を解決できるアンテナインピーダンス整合装置及び方法を提供することを目的とする。

本発明の一態様によると、端末のアンテナの現在状態を検出し、上記状態に応じて整合調整信号を出力するように設置する応用検出ブロックと、上記整合調整信号に応じて、整合調整を制御するように設置する適応性制御ブロックと、適応性制御ブロックの制御で、上記整合調整信号に対応するインピーダンス整合ネットワークによってアンテナインピーダンスを整合調整するように設置する整合調整ブロックと、を含むアンテナインピーダンス整合装置を提供する。

上記装置は、整合インピーダンス値をサンプリングし回路測定値を得て、整合比較ブロックに出力するように設置するフィードバックカップリングブロックと、上記回路測定値と目標特性インピーダンス値とを整合比較し、整合比較結果を適応性制御ブロックにフィードバックするように設置する整合比較ブロックと、をさらに含む。

応用検出ブロックは、人の手、人の頭部及び自由空間を感知し、感知結果を応用検出ユニットに出力するように設置する近接感知ユニットと、開閉、アップスライド、ダウンスライド、サイドスライド、回転を含む端末の姿態及び使用方向を感知し、感知結果を応用検出ユニットに出力するように設置する状態感知ユニットと、ユーザによる端末動作状態についての設定に応じて、設定された結果を応用検出ユニットに出力するように設置するユーザ交互ユニットと、近接感知ユニットから出力された感知結果、状態感知ユニットから出力された感知結果、ユーザ交互ユニットから出力された設定結果に基づいて、整合調整信号を出力するように設置する応用検出ユニットと、を含む。

近接感知ユニットは近接センサーによって、近接感知原理で人の手、人の頭部、自由空間を感知し、状態感知ユニットはホールスイッチ及び３軸加速制御装置によって端末の姿態及び使用方向を感知する。

適応性制御ブロックは、応用検出ブロックから出力された整合調整信号に応じて、予め設定されたデジタル電圧対応テーブル及び整合比較ブロックがフィードバックした整合結果に基づいて、完全に整合するまで、整合調整ブロックによる整合調整を制御する。

整合調整ブロック中のインピーダンス整合ネットワークのタイプは、π型、Ｔ型、Ｌ−Ｃ型、Ｃ−Ｌ型の中の少なくとも一つを含む。

インピーダンス整合ネットワークは、ＭＥＭＳ可変コンデンサーと、表面微加工サスペンションインダクタンスと、を含む。

フィードバックカップリングブロックは、整合調整ブロックからの出力信号又はアンテナの給電端に出力される信号から直接インピーダンス値をサンプリングするように設置する直接サンプリングユニットと、インピーダンス値を間接的に反映できるアンテナ整合区間の反射信号電力、電圧定在波比値、又は発射係数をサンプリングするように設置する間接サンプリングユニットとの中の少なくとも一つを含む。

整合比較ブロックは、直接サンプリングユニットによりサンプリングされたインピーダンス値と目標特性インピーダンス値とを整合比較し、整合比較結果を適応性制御ブロックにフィードバックするように設置する直接比較ユニットと、間接サンプリングユニットによりサンプリングされた電圧定在波比値と予め設定された閾値とを整合比較し、整合比較結果を適応性制御ブロックにフィードバックするように設置する間接比較ユニットと、の中の少なくとも一つを含む。

整合比較ブロックは、予め設定された整合曲線図に応じて、完全整合に達することのできる最も短い整合調整パスを提供するように設置する整合最適化ユニットをさらに含む。

本発明の他の一態様によると、携帯電話のアンテナの現在状態を検出し、前記状態に応じて整合調整信号を出力するステップと、上記整合調整信号に対応するインピーダンス整合ネットワークを選択し、該インピーダンス整合ネットワークによってアンテナインピーダンスを調整するステップと、を含むアンテナインピーダンス整合方法を提供する。

整合調整信号に応じて、合理的なインピーダンス整合ネットワークを選択し、インピーダンス整合ネットワークを調整した後、整合インピーダンス値をサンプリングして回路測定値を得て、回路測定値と目標特性インピーダンス値とを整合比較し整合比較結果をフィードバックし、整合比較結果に基づいて、完全に整合するまで、インピーダンス整合ネットワークをさらに調整するステップをさらに含む。

本発明によると、リアルタイムに端末のアンテナの状態を検出し、検出された状態に応じて異なるインピーダンス整合ネットワークを選択してアンテナインピーダンス整合を調整し、既存技術においてインピーダンス整合モードが単一である問題を解決し、端末のさまざまな応用状態に応じて区別のある整合を行うことのできる効果を実現できる。

ここで説明する図面は本発明を理解させるためのもので、本発明の一部を構成し、本発明における実施例と共に本発明を解釈し、本発明を不当に限定するものではない。
は、本発明の実施例に係わるアンテナインピーダンス整合装置の構造を示すブロック図である。 は、本発明の好適な実施例に係わるアンテナインピーダンス整合装置の構造を示すブロック図である。 は、本発明の好適な実施例に係わるＭＥＭＳインピーダンス調整回路の動作原理を示す図である。 は、本発明の実施例に係わる本発明によるアンテナインピーダンス整合装置を応用してアンテナインピーダンス整合を行うことを示すフローチャートである。 は、本発明の実施例に係わるアンテナインピーダンス整合方法を示すフローチャートである。

以下、図面を参照しつつ、実施例を結合して本発明を詳しく説明する。ここで、互いに衝突しない限り、本願の実施例及び実施例に記載の特徴を組み合わせることができることは言うまでもない。
図１は、本発明の実施例に係わるアンテナインピーダンス整合装置の構成を示すブロック図である。図１に示すように、本発明の実施例によるアンテナインピーダンス整合装置は、端末のアンテナの現在状態を検出し、上記状態に基づいて整合調整信号を出力するように設置する応用検出ブロック１０と、応用検出ブロック１０に接続され、上記整合調整信号に応じて整合調整を制御するように設置する適応性制御ブロック１２と、適応性制御ブロック１２に接続され、適応性制御ブロック１２の制御で、上記整合調整信号に対応するインピーダンス整合ネットワークによってアンテナインピーダンスに整合調整を行うように設置する整合調整ブロック１４と、を備える。

上記装置によると、アンテナインピーダンス整合を行う際に、リアルタイムに端末アンテナの状態を検出し、検出された状態に応じて、異なるインピーダンス整合ネットワークを選択してアンテナインピーダンス整合を調整し、このようにアンテナインピーダンス整合を行うと、異なる動作状態間の相違点を充分に考慮できるので、端末の多種の応用状態に対して差別のある整合を行うことができる。上記のアンテナ状態は主に、アンテナが動作している周波数帯域、端末自体の形状、端末が位置する空間環境等の要素を示し、具体的な需要に応じて検出しようとする要素を増加又は減少することができる。

図２に示すように、本発明の実施例によるアンテナインピーダンス整合装置は、更に、整合インピーダンス値をサンプリングし、回路測定値を得て整合比較ブロック１８に送信するように設置するフィードバックカップリングブロック１６と、上記回路測定値と目標特性インピーダンス値とを整合比較し、整合比較の結果を適応性制御ブロック１２にフィードバックするように設置する整合比較ブロック１８と、をさらに備えることが好ましい。

フィードバックカップリングブロック１６と整合比較ブロック１８によってフィードバックループの制御調整を実現することによって、装置全体の適応性整合校正が可能となって、アンテナインピーダンスの整合が一層、簡単、高速、精確になる。目標特性インピーダンス値は、確定された値で、予め設定することができる。

図２に示すように、応用検出ブロック１０は、さらに、人の手、人の頭部、自由空間を感知して感知結果を応用検出ユニット１０８に出力するように設置する近接感知ユニット１０２と、開閉、アップスライド、ダウンスライド、サイドスライド、回転を含む感知端末の姿態及び使用方向を感知し感知結果を応用検出ユニット１０８に出力するように設置する状態感知ユニット１０４と、ユーザによる端末動作状態の設定に応じて、設定結果を応用検出ユニット１０８に出力するように設置するユーザ交互ユニット１０６と、近接感知ユニット１０２から出力された感知結果と、状態感知ユニット１０４から出力された感知結果と、ユーザ交互ユニット１０６から出力された設定結果に基づいて、整合調整信号を生成して出力するように設置する応用検出ユニット１０８と、を備えることが好ましい。

近接感知ユニット１０２は近接センサーによって近接感知原理に基づいて人の手、人の頭部、自由空間を感知し、状態感知ユニット１０４はホールスイッチ及び３軸加速制御装置によって前記端末の姿態及び使用方向を感知することが好ましい。

近接感知ユニット１０２は、応用検出ユニット１０８に接続され、現在の携帯電話が使用中の環境状態を感知する。近接感知ユニット１０２は端末内蔵の近接センサーを用いて、近接感知原理に基づいて、頭部又は手に接近したか否かをリアルタイムで監視し、接近していると、応用検出ユニット１０８に信号を出力して携帯電話の現在のアンテナインピーダンスモードを制御する。自由空間を感知した場合、アンテナの自由空間への輻射を示すので、調整する必要がなく、開発時の整合値と一致する。

状態感知ユニット１０４は、応用検出ユニット１０８に接続され、主に、現在の携帯電話の応用状態、即ち携帯電話の姿態を感知する。上記機能をホールスイッチと３軸加速制御装置によって実現することができ、ホールスイッチによって携帯電話の開閉及びアップ・ダウンスライド、サイドスライドの状態を感知する。状態が異なると携帯電話のアンテナの参照面も異なる。状態感知ユニット１０４は異なる参照面を感知し、そして、適応性制御ブロック１２の調整によって、対応する参照整合値を調整し得る。携帯電話の使用方向を３軸加速制御装置によって感知でき、例えば、異なる電磁波輻射方式に応じてリアルタイムに調整するように、横スクリーン状で使用する場合、ハイレベルのイネーブル信号Ｈ１を出力し、縦スクリーン状で使用する場合、ローレベルのイネーブル信号Ｈ１を出力する。

ユーザ交互ユニット１０６は、応用検出ユニット１０８に接続され、主に、ユーザが異なる周波数帯域の需要、音声又はデータ伝送の需要、低ＳＡＲ又は高効率電力需要等の応用を、端末が異なる需要に応じてインピーダンス整合調整を完成するように、交互選択調整する。例えば、ユーザが低ＳＡＲ値での端末の使用を要求すると、即ち、輻射がグラム毎に人体組織での輻射量が極めて低いことと制限されていると、殆どの送信エネルギーを頭部から離れた箇所から輻射することが求められる一方、アンテナは全方向発射し、アンテナの状態も固定されたので、アンテナ整合値を変えることによって、アンテナの輻射方向を選択的に遷移させることしかなく、例えば、垂直面と平行面に輻射することによって人体に対する傷害を避ける。

応用検出ユニット１０８は、上記三つのユニットに接続され、主に携帯電話アンテナの現在状態及びユーザ需要状態をリアルタイムに監視する。上記機能をマルチ選択スイッチによって実現することができ、入力信号は各センサー（上記三つのユニットを含むが、これらに限られない）から出力されるイネーブル信号で、出力信号は適応性制御イネーブル信号である。例えば、端末が現在人の手に近接する状態であると、応用検出ユニット１０８は入力信号としてＳ１の有効であるハイレベル信号を検出でき、人の手が離れると、Ｓ０の有効であるローレベル信号を検出でき、人の頭部に近接すると、Ｔ１の有効であるハイレベル信号を検出でき、人の頭部から離れると、Ｔ０の有効であるローレベル信号を検出できる。同様に、状態感知ユニット１０４について、応用検出ユニット１０８は状態感知ユニット１０４の出力信号に基づいて、端末のスライドが開かれたか閉じられたか、アップスライド使用状態であるかサイドスライド使用状態であるか、縦スクリーン使用状態であるか横スクリーン使用状態かを瞬間的に監視し、適応性制御ブロック１２に制御信号を出力し、リアルタイムのインピーダンス整合調整を実現する。

適応性制御ブロック１２は、応用検出ブロック１０から出力された整合調整信号に応じて、予め設定されたデジタル電圧対応テーブル及び整合比較ブロック１８がフィードバックした整合結果に基づいて、完全に整合するまで整合調整ブロック１４による整合調整を制御することが好ましい。

適応性制御ブロック１２は、応用検出ブロック１０及び整合調整ブロック１４に接続され、主に、異なる携帯電話状態に対して異なる整合調整を制御する。ブロックの入力信号は、応用検出ブロック１０の出力信号で、ブロックの出力信号は整合調整ブロック１４の入力信号で、調整信号の幅の調整は整合比較ブロック１８にフィードバックされたフィードバック値に基づいて演算比較して得られる。適応性制御ブロック１２の内にデジタル電圧対応テーブルが含まれ、出力される制御電圧値に対しフィードバック結果に基づいて、最終的に完全に整合するまで、適応性の電圧信号の出力調整を行う。

整合調整ブロック１４中のインピーダンス整合ネットワークのタイプは、π型、Ｔ型、Ｌ−Ｃ型、Ｃ−Ｌ型の中の少なくとも一つを含むことが好ましい。

整合調整ブロック１４は、適応性制御ブロック１２に接続され、主にアンテナのリアルタイムのインピーダンスの整合調整を行う。本発明において、整合調整ブロック１４は、主にインピーダンス整合ネットワークによって、アンテナのリアルタイムのインピーダンスを整合調整する。用いることのできるインピーダンス整合ネットワークは、π型、Ｔ型、Ｌ−Ｃ型、Ｃ−Ｌ型等を含む。具体的な実施において、異なる需要に応じて具体的なモデルを合理的に制御選択することができ、その中の一つ又は複数タイプを組み合わせて用いることができる。ここで、π型の整合ネットワークは、実際に、全てのＬ−Ｃ整合の形態を含み、回路演算結果によって、ＬＣ又はＣＬのような簡単な整合回路形態を直接利用できる場合、制御ブロックは制御信号によって、一つ又は二つのユニットのみをオンし他のユニットを直接開放させ又は短絡させるように、π型の整合ネットワークを制御することができ、これにより回路全体の整合調整フローを多く減少させることができる。

上記インピーダンス整合ネットワークがいずれも、微小電気機械システム（Micro Electro Mechanical System、以下ＭＥＭＳと略称）可変キャパシタ、表面微加工サスペンションインダクタンス（即ち、表面微加工工程によって製作された表面微加工サスペンションインダクタンス）を含むことが好ましい。

従来の可変コンデンサーは体積が大きく、Ｑ値が低く、調整可能な範囲が狭く、コンデンサー値の変化範囲の極限が１５０％未満である。従って、本発明において、高性能のＭＥＭＳ部品を用いる。ＭＥＭＳ部品は体積が小さく、消費電力が低く、性能が優れ、メカトロニクス等のメリットを有し、従来の可変コンデンサーダイオードの替わりにＭＥＭＳ可変コンデンサーを用いる。標準的なＩＣ工程との交換性を有すると共に、品質が高く、調整範囲が可変コンデンサーを大幅に超える。

図３に示すように、本発明に利用可能な可変コンデンサーの実施例には、一つは平行平板構造で、他の一つはインターデジタル構造である。平行平板構造の場合、天板は掛けられたＭＥＭＳバネによって底板から一定距離吊り上げられ、両板への電圧の印加によって形成される静電力によって当該距離の大きさの調整を制御することができる。インターデジタル構造の場合、コンデンサーの有効面積はくし状交差程度の変更によって実現され、コンデンサーの二つの極板をくし状構造に作成させるので、構造が集中するほど、コンデンサー値及び変化量が大きい。例えば、携帯電話の動作周波数が８００ＭＨｚ−２.１ＧＨｚである場合、同調電圧は０〜４Ｖで、２:１の調整を実現でき、Ｑ値は３４に達する。電圧変化範囲がＬＤＯによって拡大されると、容量同調範囲も大幅に拡張できる。

図３は、ＭＥＭＳ可変コンデンサーの他の実施例をさらに含む。図３に示すように、可変コンデンサーは、シリコンダイアフラムと、ガラスと、小電極と、駆動電極から構成される。その中、駆動電極と小電極は静止の電極で、ガラス基板上に位置される。他の電極は可動且つ柔軟性のあるホウケイ酸膜電極である。制御電圧による電界が両極間に静電力を生成し、ダイアフラムが変形して下に湾曲し、その変形量は電圧に応じて変化し、同時に、小電極とホウケイ酸膜との間の容量はホウケイ酸膜の変形に従って変化し、制御電圧を取り除くと、電界力も消失し、シリコンダイアフラムは弾性回復力の作用で初期状態に回復する。

調整可能なインダクタンスの調整コイルユニットの磁気コアは磁気ひずみ材料薄膜から構成され、インダクタンス係数は、磁気ひずみ材料の外部圧力による透磁率の変化程度に依存する。インダクタンス値も同様に、先端の制御信号により制御される。表面微加工工程により製作される表面微加工サスペンションインダクタンスによると、インダクタンス量が２０ｐＦ〜５００ｐＦの間で変化する可変コンデンサーを実現できる。

図２に示すように、フィードバックカップリングブロック１６は、整合調整ブロック１４からの出力信号又はアンテナの給電端に出力される信号から直接インピーダンス値をサンプリングするように設置する直接サンプリングユニット１６２と、インピーダンス値を間接に反映できるアンテナ整合区間反射信号電力、電圧定在波比値、又は発射係数をサンプリングするように設置する間接サンプリングユニット１６４と、をさらに含むことが好ましい。

フィードバックカップリングブロック１６は、整合比較ブロック１８及び整合調整ブロック１４に接続され、現在の整合値をサンプリングし測定し、インピーダンス整合比較端（入力端）にカップリングしてフィードバック制御を実現する。サンプリング信号は、以下のような２種類の信号（上記二つのユニットに対応する）であることができる。その一つは、直接インピーダンス信号で、整合ネットワークの出力端信号であることができると共に、ＰＡからアンテナ給電端に出力されるシステム出力端信号を含み、複素インピーダンスＺを測定して、相互関係に基づいて測定対象のパラメータに変換し、インピーダンス比較ブロックに出力して実部と虚部を比較する。他の一つは、間接出力信号で、携帯電話のアンテナ整合端の信号反射電力であってもよく、電圧定在波比又は発射係数であってもよい。

図２に示すように、整合比較ブロック１８は、直接サンプリングユニット１６２によりサンプリングされたインピーダンス値と目標特性インピーダンス値とを整合比較し、整合比較結果を適応性制御ブロック１２にフィードバックするように設置する直接比較ユニット１８２と、間接サンプリングユニット１６４によりサンプリングされた電圧定在波比値と予め設定された閾値とを整合比較し、整合比較結果を適応性制御ブロック１２にフィードバックするように設置する間接比較ユニット１８４と、をさらに含むことが好ましい。

整合比較ブロック１８は、適応性制御ブロック１２及びフィードバックカップリングブロック１６に接続され、直接比較ユニット１８２は、実際のインピーダンス測定値（直接サンプリングユニット１６２によりサンプリングされたインピーダンス値）と目標特性インピーダンス値とを比較し、比較結果を適応性制御ブロック１２にフィードバックすることによって、フィードバックループの制御調整を実現する。毎回のデバック値と目標整合点を比較し、コンデンサー又はインダクタンスを少し調整することによって、テストポイントをできる限り目標値に接近させた後、アンテナの共振周波数を微調整すると、アンテナが動作周波数帯域内でフィーダーとの良好な整合を実現できる。

整合比較ブロック１８における間接比較ユニット１８４は、間接インピーダンス比較方法を用いることができ、即ち、共振周波数附近の電圧定在波比を比較することができる。電圧定在波比は、回路のインピーダンス整合の失敗程度を間接的に反映することができる。伝送線においていずれかの整合が失敗すると、負荷インピーダンスが変化し、伝送線における反射電流と電圧を生じさせ、これにより定在波が生成する。入射波と反射波に補強的干渉と相殺的干渉が発生し、電圧定在波比が当該整合の失敗を反映するパラメータで、ＶｍａｘとＶｍｉｎの比値Ｖｍａｘ/Ｖｍｉｎと定義される。例えば、目標ＶＳＷＲを２以内に設定し、絶対整合であると１に設定し、デバック値が１を超えると、整合に失敗し、数値が大きいほどさらに多い整合失敗を示す。間接サンプリングユニット１６４により電圧定在波比値をサンプリングして、整合比較ブロック１８に送信し比較する。

整合比較ブロック１８は、予め設定された整合曲線グラフに応じて完全整合に達することのできる最も短い整合調整パスを提供するように設置する整合最適化ユニット１８６をさらに含むことが好ましい。

整合最適化ユニット１８６は、インピーダンス調整パスの選択機能をさらに提供し、整合最適化ユニット１８６に予め整合曲線グラフが記憶されており、テストインピーダンスの実部と虚部とを比較した後、ブロックは最も短いインピーダンス最適化パスを比較し、そのパスの選択は、定抵抗円に沿って時計方向に動くと直列インダクタンスの増加を示し、定抵抗円に沿って反時計方向に動くと直列容量の増加を示し、定リアクタンス円に沿って時計方向に動くと並列容量の増加を示し、定リアクタンス円に沿って反時計方向に動くと並列インダクタンスの増加を示す規則に従って行う。

具体的な実施中において、整合最適化ユニット１８６により最も短い整合調整パスが提供された時に、整合比較ブロック１８は上記の全ての比較結果を適応性制御ブロック１２に出力することができ、適応性制御ブロック１２は調整する必要のあるコンデンサー値とインダクタンス値の大きさに基づいて制御電圧を出力し、整合調整ブロック１４は該制御電圧に基づいてさらに調整する。調整において、適応性制御ブロック１２は比較結果に基づいて、まず粗調整し、目標値閾値範囲内まで調整された場合、整合回路に微調整を行って、整合点に達すると、ＭＥＭＳの調整を終了する。

ここで、具体的な実施中において、上記アンテナインピーダンス整合装置において、端末自体のベースバンド・チップ、無線周波数先端ブロックが協力して動作する必要がある可能性もある。その中、ベースバンド・チップブロックは、適応性制御ブロック１２に接続され、携帯電話が現在受信中のＲＳＳＩ(Received Signal Strength Indication：受信信号強度インジケータ)を監視する。ＲＳＳＩによって携帯電話全体の輻射性能を考察することができ、即ち、インピーダンス整合回路とアンテナとを一体としてアンテナから無線周波数先端までの整合性能を考慮し、ベースバンド・チップが受信リングの品質及びブロードキャスト送信強度を強化するか否かを判定し、信号幅強さに基づいて携帯電話の整合を自己校正し、校正結果は適応性制御ブロック１２によってインピーダンス調整制御される。

図４は、本発明の実施例に係わる本発明によるアンテナインピーダンス整合装置を応用してアンテナインピーダンス整合を行うことを示すフローチャートで、図４に示すように、以下のステップを含む。
携帯電話において適応性インピーダンス整合機能をオープンし、近接感知ユニット１０２と状態感知ユニット１０４を起動させる（ステップＳ４０２）。

ユーザが、自己需要に応じて、ユーザ交互ユニット１０６で現在の好適な整合モードを選択し、後続の整合モードは整合モードに基づいて校正比較が行われる（ステップＳ４０４）。

ベースバンド・チップはリアルタイムに、現在の受信信号強度ＲＳＳＩを監視し、受信リング品質及びブロードキャスト送信強度を向上させる必要があるか否かを判定し、信号振幅の強さに基づいて携帯電話の整合を自己校正する（ステップＳ４０６）。

携帯電話は、応用検出ブロック１０によって携帯電話の現在状態及び通信モードを検出する（ステップＳ４０８）。

適応性制御ブロック１２は、現在状態に応じて調整信号を出力し、インピーダンス整合ネットワークを粗調整し、まず、アンテナ整合を動作周波数範囲内に調整する（ステップＳ４１０）。

整合調整ブロック１４は、調整信号に応じて、合理的なインピーダンス整合ネットワークモードを選択し、インピーダンスのコンデンサー値とインダクタンス値を調整する（ステップＳ４１２）。

フィードバックカップリングブロック１６は反射信号、電圧定在波比と現在のインピーダンスデバック値をサンプリングし、インピーダンス整合比較端にカップリングし、直接又は間接的にインピーダンスを分析する（ステップＳ４１４）。

整合比較ブロック１８は、上記実際のインピーダンス測定値と目標特性インピーダンス値とを比較し、比較結果を適応性制御ブロック１２にフィードバックしてループフィードバックの制御調整を実現する（ステップＳ４１６）。

インピーダンスと目標特性インピーダンスとが整合しないか、又は電圧定在波比が２を超えると、インピーダンス整合の失敗を示し、整合比較ブロック１８は経験モードのパラメータに基づいてインピーダンス調整パスと調整の幅を得て、それを適応性制御ブロック１２にフィードバックし電圧信号の制御出力を実現する（ステップＳ４１８）。

整合調整ブロック１４が目標整合値範囲まで調整された場合、整合比較ブロック１８は曲線のあてはめに基づいて、適応性制御ブロック１２に対し微調整制御を行い、完全整合点に達すると、ＭＥＭＳの調整を終了し、調整を完成する（ステップＳ４２０）。

図５は、本発明の実施例に係わるアンテナインピーダンス整合方法を示すフローチャートである。図５に示すように、本発明の実施例によるアンテナインピーダンス整合方法は、以下のステップを含む。
携帯電話のアンテナの現在状態を検出し、上記状態に応じて整合調整信号を出力する（ステップＳ５０２）。

上記整合調整信号に対応するインピーダンス整合ネットワークを選択し、該インピーダンス整合ネットワークによってアンテナインピーダンスを調整する（ステップＳ５０４）。

上記方法によると、アンテナインピーダンス整合を行う場合、リアルタイムに端末のアンテナの状態を検出し、その後、検出された状態に応じて異なるインピーダンス整合ネットワークを選択してアンテナインピーダンス整合を調整する。このようにアンテナインピーダンス整合を行うと、異なる動作状態間の区別を充分に考慮でき、端末のさまざまな応用状態に対し区別のある整合を行うことができる。

ステップＳ５０４の後、以下の処理をさらに行うことが好ましい。
（１）整合インピーダンス値をサンプリングして回路の測定値を得る。
（２）上記回路測定値と目標特性インピーダンス値とを整合比較し、整合比較の結果をフィードバックする。
（３）上記整合比較結果に基づいて、完全に整合するまで、インピーダンス整合ネットワークをさらに調整する。

フィードバックループ制御調整を追加することによって、適応性の整合校正を行うことができ、アンテナインピーダンスの整合が一層簡単、高速、精確になる。

上述のように、本発明によると、単一固定のインピーダンス整合モードとは異なって、携帯電話のさまざまな応用状態を考慮して区別のある整合を実現し、携帯電話のアンテナの効率及び性能を最適化することができる。そして、さまざまな整合モードの簡単な組合せと切り換えに限らず、最適の整合回路設計に基づいて動的調整を実現し、インピーダンスの有機整合を実現できる。そのほか、本発明によると、携帯電話内部の回路及び構造を充分に考慮し、ＭＥＭＳ技術を用いて、適応性のある整合校正設計し、整合方式が科学的で、合理的で、実用的である。最後に、本発明によると、携帯電話の応用状態を充分に考慮し、ユーザの性能及び電磁輻射に対する需要を結合し、アンテナ整合をリアルタイムに最適状態に調整しうるので、安全性及び信頼性を有する。

当業者にとって、上記の本発明の各ブロック又は各ステップは共通の演算装置によって実現することができ、独立する演算装置に集中させることができ、複数の演算装置から構成されるネットワークに分布されることもでき、さらに演算装置が実行可能なプログラムのコードによって実現することもできるので、それらを記憶装置に記憶させて演算装置によって実行することができ、又は夫々集積回路ブロックに製作し、又はそれらにおける複数のブロック又はステップを独立する集積回路ブロックに製作して実現することができることは明らかなことである。このように、本発明は如何なる特定のハードウェアとソフトウェアの結合にも限定されない。

以上は、本発明の好適な実施例に過ぎず、本発明を限定するものではない。当業者であれば本発明に様々な修正や変形が可能である。本発明の精神や原則内での如何なる修正、置換、改良などは本発明の保護範囲内に含まれる。

１０… 応用検出ブロック
１２… 適応性制御ブロック
１４… 整合調整ブロック
１６… フィードバックカップリングブロック
１８… 整合比較ブロック
１０２… 近接感知ユニット
１０４… 状態感知ユニット
１０６… ユーザ交互ユニット
１０８… 応用検出ユニット
１６２… 直接サンプリングユニット
１６４… 間接サンプリングユニット
１８２… 直接比較ユニット
１８４… 間接比較ユニット
１８６… 整合最適化ユニット

Claims (7)

1. 端末のアンテナの現在状態を検出し、前記状態に応じて整合調整信号を出力するように設置する応用検出ブロックと、
   前記整合調整信号に応じて、整合調整を制御するように設置する適応性制御ブロックと、
   前記適応性制御ブロックの制御で、前記整合調整信号に対応するインピーダンス整合ネットワークを整合調整するように設置する整合調整ブロックと、
   整合インピーダンス値をサンプリングし回路測定値を得て、整合比較ブロックに出力するように設置するフィードバックカップリングブロックと、
   前記回路測定値と目標特性インピーダンス値とを整合比較し、整合比較結果を前記適応性制御ブロックにフィードバックするように設置する整合比較ブロックと、を含み、
   前記適応性制御ブロックが、前記応用検出ブロックから出力された前記整合調整信号に応じて、予め設定されたデジタル電圧対応テーブル及び前記整合比較ブロックよりフィードバックされた整合結果に基づいて、完全に整合するまで、前記整合調整ブロックを制御することで整合調整をし、
   前記応用検出ブロックは、
   人の手、人の頭部及び自由空間を感知し、感知結果を応用検出ユニットに出力するように設置する近接感知ユニットと、
   開閉、アップスライド、ダウンスライド、サイドスライド、回転を含む端末の姿態及び使用方向を感知し、感知結果を応用検出ユニットに出力するように設置する状態感知ユニットと、
   ユーザによる端末動作状態についての設定に応じて、前記設定された結果を応用検出ユニットに出力するように設置するユーザ交互ユニットと、
   前記近接感知ユニットから出力された感知結果、前記状態感知ユニットから出力された感知結果、前記ユーザ交互ユニットから出力された設定結果に基づいて、整合調整信号を出力するように設置する応用検出ユニットと、を含み、
   前記整合比較ブロックは、
   予め設定された整合曲線図に応じて、完全整合に達することのできる最も短い整合調整パスを提供するように設置する整合最適化ユニットをさらに含む
   ことを特徴とするアンテナインピーダンス整合装置。
2. 前記近接感知ユニットは近接センサーによって、近接感知原理で人の手、人の頭部、自由空間を感知し、
   前記状態感知ユニットがホールスイッチ及び３軸加速制御装置によって前記端末の姿態及び使用方向を感知する
   ことを特徴とする請求項１に記載の装置。
3. 前記整合調整ブロック中の前記インピーダンス整合ネットワークのタイプが、π型、Ｔ型、Ｌ−Ｃ型、Ｃ−Ｌ型の中の少なくとも一つを含む
   ことを特徴とする請求項１に記載の装置。
4. 前記インピーダンス整合ネットワークが、ＭＥＭＳ可変コンデンサーと、表面微加工サスペンションインダクタンスと、を含む
   ことを特徴とする請求項３に記載の装置。
5. 前記フィードバックカップリングブロックは、
   前記整合調整ブロックからの出力信号又は前記アンテナの給電端に出力される信号から直接インピーダンス値をサンプリングするように設置する直接サンプリングユニットと、
   インピーダンス値を間接的に反映できるアンテナ整合区間の反射信号電力、電圧定在波比値、又は発射係数をサンプリングするように設置する間接サンプリングユニットと、
   の中の少なくとも一つを含む
   ことを特徴とする請求項１に記載の装置。
6. 前記整合比較ブロックは、
   前記直接サンプリングユニットによりサンプリングされたインピーダンス値と前記目標特性インピーダンス値とを整合比較し、整合比較結果を前記適応性制御ブロックにフィードバックするように設置する直接比較ユニットと、
   前記間接サンプリングユニットによりサンプリングされた電圧定在波比値と予め設定された閾値とを整合比較し、整合比較結果を前記適応性制御ブロックにフィードバックするように設置する間接比較ユニットと、の中の少なくとも一つを含む
   ことを特徴とする請求項５に記載の装置。
7. 携帯電話のアンテナの現在状態を検出し、前記状態に応じて整合調整信号を出力するステップと、
   前記整合調整信号に対応するインピーダンス整合ネットワークを選択し、前記インピーダンス整合ネットワークを調整するステップと、を含み、
   前記整合調整信号に応じて、合理的なインピーダンス整合ネットワークを選択し、前記インピーダンス整合ネットワークを調整した後、
   整合インピーダンス値をサンプリングし回路測定値を得て、
   前記回路測定値と目標特性インピーダンス値とを整合比較し整合比較結果をフィードバックし、
   前記整合比較結果に基づいて、完全に整合するまで、前記インピーダンス整合ネットワークをさらに調整し、
   人の手、人の頭部及び自由空間を感知し、感知結果を応用検出ユニットに出力するように設置する近接感知ユニットから出力された感知結果、開閉、アップスライド、ダウンスライド、サイドスライド、回転を含む端末の姿態及び使用方向を感知し、感知結果を前記応用検出ユニットに出力するように設置する状態感知ユニットから出力された感知結果、及びユーザによる端末動作状態についての設定に応じて、前記設定された結果を前記応用検出ユニットに出力するように設置するユーザ交互ユニットから出力された設定結果に基づいて、前記応用検出ユニットによって整合調整信号を出力するステップをさらに含み、
   整合比較する中、予め設定された整合曲線図に応じて、完全整合に達することのできる最も短い整合調整パスを提供する
   ことを特徴とするアンテナインピーダンス整合方法。

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