WO2004030146A1

WO2004030146A1 - 無線端末装置用アンテナおよび無線端末装置

Info

Publication number: WO2004030146A1
Application number: PCT/JP2003/012223
Authority: WO
Inventors: Kentaro Miyano; Yoichi Nakagawa; Masahiro Mimura; Yoshio Koyanagi; Kyohei Fujimoto
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co., Ltd.
Priority date: 2002-09-26
Filing date: 2003-09-25
Publication date: 2004-04-08
Also published as: CN1647315A; US7212164B2; EP1557903A1; EP1557903A4; JP4363936B2; AU2003266609A1; US20050119035A1; CN1647315B; JP2004140815A

Abstract

アンテナ素子（４０１）と、コイル（４０２）と、スイッチ（４０３）と、ＲＦ回路部（３０６）と、導電基板（４１０）とを有しており、スイッチ（４０３）によって、アンテナ素子（４０１）およびその近傍のみに電流分布が存在する場合と、アンテナ素子（４０１）およびその近傍以外にも電流分布が存在する場合とに切り替える。さらに、無線端末装置を使用するユーザの使用形態（例えば、通話、データ通信）に応じて、スイッチ（４０３）を切り替える。これにより、それぞれの使用形態に適したアンテナの偏波・指向性で送受信が可能になるので、それぞれのシチュエーションに対して、適した受信特性になる無線端末装置を提供できる。

Description

明細書

無線端末装置用アンテナおよび無線端末装置技術分野

本発明は、無線端末装置用アンテナおよび無線端末装置に関するものである。背景となる技術

従来の無線端末装置用アンテナとしては、 P D C方式の場合、フェージング対策として、図 2 0に示すように、ホイップアンテナ 1 0 2と板状逆 Fアンテナ 1 0 3を組み合わせたダイバーシチアンテナがよく用いられている。しかし、どちらのアンテナも z軸方向の成分が大きい偏波となるので、基地局が垂直偏波で送受信する無線通信システムにおいては、図 2 1に示すように携帯電話を通話とデ一夕通信に使用する場合、データ通信時は偏波が同じ垂直偏波なので偏波損が少ないが、通話時は偏波面の傾きによる偏波損が大きくなつてしまう。

そこで、通話時とデータ通信時のいずれの使用状態においても、良好な偏波特性が得られるアンテナとして、例えば、特開 2 0 0 1 - 3 2 6 5 1 4号公報に記載されているようなものがあった。図 2 2は、この公報に記載された従来の無線端末装置を示すものである。

図 2 2において、無線端末装置は電気長が使用周波数において約 1波長のアンテナ素子 2 2 0 1上に、電気的接続状態を切り換える 1個または複数個の切換スイッチ 2 2 0 2を有し、この切換スィッチ 2 2 0 2を切り換えることにより、ァンテナの主偏波特性が水平偏波ノ垂直偏波に切り替えられる。また、切換制御回路部 2 2 0 3に音声通信 Zデータ通信の通信メディアの判別手段、また、無線端末装置への外部機器の接続の有無の判別手段を備え、これら判別手段の判別結果に基づいて、切換スィッチ 2 2 0 2を切り換えることにより、ユーザが意識することなく自動的に良好な偏波面を有することが可能となっている。

また、アンテナを平衡系と不平衡系に切り替えることによってアンテナの偏波 ·指向性を切り替える技術として、特開 2 0 0 2— 4 3 8 2 6号公報に記載されているようなものがあった。図 2 3は、この特許公報に記載された従来の無線端末装置を示すものである。

図 2 3において、無線端末装置は長方形の 1波長ループアンテナエレメント 2 3 0 3を無線機地板 2 3 0 1に近接して設置し、さらにループアンテナエレメント 2 3 0 3の両端を給電部に向かって折り曲げることで、折り返し最先端部の電流がゼロとなる電流分布を構成している。また、ループアンテナエレメント 2 3 0 3上に電流を集中させることで無線機地板 2 3 0 1上に流れる電流成分を低減し、人体が手に持ったときの影響を抑えるとともに、到来波に応じた指向特性を形成している。さらに、位相回路 2 3 0 4を調整することにより、使用環境や到来電波に応じて、平衡状態と不平衡状態を切り替える、あるいはその間の状態を持つことを可能にして、一つのアンテナ系で複数の放射指向性パターンを形成することを可能にしている。

また、上記特開 2 0 0 2 - 4 3 8 2 6号公報の他に、電流分布を変化させることによってアンテナの指向性を制御するものとして、特開 2 0 0 1— 2 2 3 5 1 4号公報に記載されているようなものがあった。図 2 4 Aと図 2 4 Bは、この特許公報に記載された従来の無線端末装置の筐体電流分布制御部の構成を示すものである。

図 2 4 Aにおいて、筐体電流分布制御部は所定の幅を有する複数個の短冊状になされた筐体等の金属板 2 4 0 1が、所定の間隔で配置され、その金属板 2 4 0 1の間が多数のダイォ一ド 2 4 0 2などのデバイスで接続されている。そして、バイアス制御回路 2 4 0 3のスィッチ 2 4 0 4を開閉することによって、ダイォード 2 4 0 2の印加電圧を制御し、電流分布を切り替えている。しかし、上記特開 2001— 326514号公報に記載の従来の方法では、ァンテナ素子が約 1波長必要であり、ァンテナの構成上筐体には設置できないので、端末を小型化するのが難しいという課題があった。また、切換スィッチ 2202 はインピーダンス整合回路を切り替える手段として機能するものであり、同一周波数帯での切り替えは考慮されていなかった。

また、上記特開 2002— 43826号公報に記載の従来の方法では、折り曲げたループアンテナを用いることによって、アンテナの小型化が可能であるが、位相回路で切り替えるため、同一周波数帯で平衡系と不平衡系を切り替えられないという課題があった。

また、上記特開 2001— 223514号公報に記載の従来の方法では、電流分布制御に多くのダイォ一ドなどのデバィスを必要とするという課題があつた。発明の開示

本発明の目的は、 1波長よりも短く、筐体に設置可能なアンテナ素子で構成することによって小型化を実現するとともに、簡単な部品構成で、同一周波数帯でのアンテナの特性の切り替えが可能な無線端末装置用アンテナおよび無線端末装置を提供することにある。

本発明に係る無線端末装置用アンテナは、アンテナ素子と、このアンテナ素子およびその近傍のみに電流分布が存在する場合とこのアンテナ素子およびその近傍以外にも電流分布が存在する場合とに切り替わるァンテナ特性切り替え部とを備えている。

また、本発明に係る無線端末装置用アンテナは、アンテナ素子と、このアンテナ素子の長辺とねじりの位置関係で、平行にかつ波長に比べて十分小さい間隔で近接して配置する導電基板と、アンテナ素子の導電基板と近接する一端に接続し、この導電基板との導通を切り替えるアンテナ特性切り替え部とを備えている。以上の構成により、アンテナの偏波 ·指向性を切り替えることが可能になる。また、本発明に係る無線端末装置用アンテナは、アンテナ特性切り替え部が、スィッチと、コイルとの直列接続したものであり、前記コイルの一端がアンテナ素子と接続することを特徴とする。

また、本発明に係る無線端末装置用アンテナは、アンテナ特性切り替え部が、ダイオードと、コイルとの直列接続したものであることを特徴とする。

以上の構成により、簡単な構成でアンテナの偏波 ·指向性を切り替えることができるので、アンテナの小型化が可能になる。

また、本発明に係る無線端末装置用アンテナは、アンテナ素子がループアンテナ、ダイポールアンテナ、およびダイバーシチアンテナのいずれかであることを特徴とする。

また、本発明に係る無線端末装置用アンテナは、アンテナ素子がダイポ一ルァンテナであり、かつ 2つのアンテナ素子で構成されるアレーアンテナとすることを特徴とする。

以上の構成により、アンテナの小型化および筐体上への設置が可能になる。また、本発明に係る無線端末装置は、アンテナ素子と、このアンテナ素子の長辺とねじりの位置関係で、平行にかつ波長に比べて十分小さい間隔で近接して配置する導電基板と、アンテナ素子の導電基板と近接する一端に接続し、この導電基板との導通を切り替えるアンテナ特性切り替え部と、アンテナ素子の別の一端に接続した R F回路部とを備えている。

また、本発明に係る無線端末装置は、アンテナ素子と、このアンテナ素子の長辺とねじりの位置関係で、平行にかつ波長に比べて十分小さい間隔で近接して配置する導電基板と、アンテナ素子の一端に接続した R F回路部と、この R F回路部が接続する一端の近傍で、かつ導電基板と近接する部分に接続し、導電基板との導通を切り替えるアンテナ特性切り替え部とを備え、アンテナ素子の導電基板と近接する別の一端が導電基板と接続している。

また、本発明に係る無線端末装置は、アンテナ素子と、このアンテナ素子の長辺とねじりの位置関係で、平行にかつ波長に比べて十分小さい間隔で近接して配置する導電基板と、アンテナ素子の両端に接続した平衡不平衡変換器と、この平衡不平衡変換器と接続する R F回路部と、アンテナ素子の導電基板と近接する部分に接続し、導電基板との導通を切り替えるアンテナ特性切り替え部とを備えている。

以上の構成により、アンテナの偏波 ·指向性を切り替えることができるので、受信感度の向上が可能になる。

また、本発明に係る無線端末装置は、現在の通信が通話かデータ通信かを検出し、アンテナ特性切り替え部に通知する使用形態推定部をさらに有し、アンテナ特性切り替え部が通知を基に、あらかじめ決められた切り替えを行う。この構成により、無線端末装置の使用形態により、自動的にアンテナの偏波 ·指向性を切り替えることが可能になり、使用者は意識すること無しに感度がより高い状況で通信を行うことができる。

また、本発明に係る無線端末装置は、受信電力および、到来する電波の偏波や到来する電波の方向のうち、少なくともいずれか一つを検出し、アンテナ特性切り替え部に通知する伝搬環境推定部をさらに有し、アンテナ特性切り替え部が通知を基に、あらかじめ決められた切り替えを行う。この構成により、伝搬環境に従って、自動的にアンテナの偏波 ·指向性を切り替えることが可能になり、使用者は意識すること無しに感度がより高い状況で通信を行うことができる。

また、本発明に係る無線端末装置は、無線端末装置の傾きを検出し、アンテナ特性切り替え部に通知する傾き検出部をさらに有し、アンテナ特性切り替え部が通知を基に、あらかじめ決められた切り替えを行う。この構成により、無線端末装置の傾きに従って、自動的にアンテナの偏波 ·指向性を切り替えることが可能になり、使用者は意識すること無しに感度がより高い状況で通信を行うことができる。

また、本発明に係る無線端末装置は、アンテナ特性切り替え部が、スィッチと、コイルとの直列接続したものであり、このコイルの一端がアンテナ素子と接続することを特徴とする。

また、本発明に係る無線端末装置は、アンテナ特性切り替え部が、ダイオードと、コイルとの直列接続したものであることを特徴とする。

以上の構成により、簡単な構成でアンテナの偏波 ·指向性を切り替えることができるので、無線端末装置の小型化が可能になる。

また、本発明に係る無線端末装置は、ァンテナ素子がル一プアンテナ、ダイポ一ルアンテナ、およびダイバ一シチアンテナのいずれかであることを特徴とする。また、本発明に係る無線端末装置は、アンテナ素子がダイポールアンテナであり、かつ 2つのアンテナ素子で構成されるァレ一アンテナとすることを特徴とする。

以上の構成により、小型のアンテナを筐体上へ設置することができるので、無線端末装置の小型化が可能になる。

上記のように本発明によれば、同一周波数帯でアンテナの指向性が切り替わるアンテナを簡単な構成で実現できる。これにより、無線端末装置の小型化が可能になるという効果が得られる。また、そのアンテナ特性を、使用形態、伝搬環境あるいは無線端末装置の傾きによって切り替えることにより、それぞれのシチュエーシヨンに対して、適した受信特性になるという効果が得られる。図面の簡単な説明

図 1は、本発明の実施の形態 1における無線端末装置の構成を示すプロック図である。図 2は、本発明の実施の形態 1における無線端末装置の詳細な構成を示すプロック図である。

図 3は、本発明の実施の形態 1における無線端末装置の偏波特性を示す図である。図 4は、本発明の実施の形態 1における無線端末装置の詳細な構成を示すブロック図である。

図 5は、本発明の実施の形態 1における無線端末装置の詳細な構成を示すプロック図である。

図 6は、本発明の実施の形態 1における無線端末装置用アンテナの放射特性を示す図である。

図 7は、本発明の実施の形態 1における無線端末装置用アンテナの放射特性を示す図である。

図 8は、本発明の実施の形態 1における無線端末装置用アンテナの放射特性を示す図である。

図 9は、本発明の実施の形態 1における無線端末装置用アンテナの放射特性を示す図である。

図 1 0は、本発明の実施の形態 1における無線端末装置の詳細な構成を示すプロック図である。

図 1 1は、本発明の実施の形態 3における無線端末装置の構成を示すブロック図である。

図 1 2 A乃至 Cは、本発明の実施の形態 3における無線端末装置の詳細な構成を示すブロック図である。

図 1 3は、本発明の実施の形態 3における無線端末装置の詳細な構成を示すプロック図である。

図 1 4は、本発明の実施の形態 3における無線端末装置用アンテナの受信電力特性を示す図である。図 1 5は、本発明の実施の形態 4における無線端末装置の構成を示すブロック図である。

図 1 6は、本発明の実施の形態 5における無線端末装置の構成を示すブロック図である。

図 1 7は、本発明の実施の形態 2における無線端末装置の構成を示すブロック図である。

図 1 8は、本発明の実施の形態 5における無線端末装置の詳細な構成を示すプロック図である。

図 1 9は、本発明の実施の形態 6における無線端末装置の詳細な構成を示すプロック図である。

図 2 0は、従来のアンテナを示す図である。

図 2 1は、従来の無線端末装置の使用形態の一例を示す図である。

図 2 2は、従来の無線端末装置の構成を示すブロック図である。

図 2 3は、従来の無線端末装置の構成を示すブロック図である。

図 2 4 A、 Bは従来の無線端末装置の電流分布制御部の構成を示す図である。発明を実施するための最良の形態

以下、本発明の実施例について図面と共に説明する。

(実施例 1 )

図 1は本発明の実施例における無線端末装置の構成を示す図である。

無線端末装置 3 0 1は、アンテナ素子 3 0 2と、アンテナ特性切り替え部 3 0 ' 3と、 R F回路部 3 0 6を有している。この具体的な構成例を図 2に示す。

アンテナ素子 3 0 2は、例えば、約 0 . 5波長の折り返しダイポールアンテナ 4 0 1であり、基板 4 1 1上に左右対称に配置されている。この折り返しダイポ一ルアンテナ 4 0 1の両端は近接し、その一端が R F回路部 3 0 6に接続され、別の一端は基板 4 1 1の裏全面に形成されている筐体ァ一ス 4 1 0に、スルーホールを介して接続され、不平衡給電となっている。この筐体アース 4 1 0が導電基板に相当する。

アンテナ特性切り替え部 3 0 3は、コイル 4 0 2と、スィッチ 4 0 3を有しており、このスィッチ 4 0 3の H端子は、スルーホールを介して筐体アース 4 1 0 に接続している。そして、このスィッチ 4 0 3によって筐体アース 4 1 0と接続するか接続しないかを切り替えている。

スィッチ 4 0 3が L端子側に導通しているときは、折り返しダイポールアンテナ 4 0 1の給電点が、 R F回路部 3 0 6と筐体ァ一ス 4 1 0に接続されているため不平衡給電であるが、図 2に示すように、折り返しダイポ一ルアンテナ 4 0 1 を筐体アース 4 1 0に対して左右バランスよく配置するという本実施例における構成の場合、折り返しダイポールアンテナ 4 0 1およびアンテナ近傍に電流分布が集中し、平衡給電のアンテナエレメントと同じ特性を示す。よって、無線端末装置 3 0 1の偏波は図 3に示す矢印 5 0 1のように、 y軸方向の成分が大きい偏波となる。

一方、スィッチ 4 0 3が H端子側に導通しているときは、筐体アース 4 1 0にも電流が流れるため、折り返しダイポールアンテナ 4 0 1およびアンテナ近傍に集中している電流分布のバランスが崩れ、折り返しダイポ一ルアンテナ 4 0 1およびアンテナ近傍以外の筐体アース 4 1 0の部分にも電流分布が存在し、不平衡給電のアンテナエレメントと同じ特性を示す。よって、無線端末装置 3 0 1の偏波は図 3に示す矢印 5 0 2のように、 z軸方向の成分が大きい偏波となる。すなわち、スィッチ 4 0 3の切り替えにより、アンテナの特性が平衡給電特性と不平衡給電特性とに切り替わり、偏波の方向を変化させることができる。

このスィッチ 4 0 3としては、例えば、 S P D T(S i n g l e P o l e D o u b 1 e T h r o w)スィッチが利用でき、 2つ以上を切り替えられる機能を有していれば、他のデバイスでも代用可能である。また、スィッチ 4 0 3は P I N ダイオードなどのダイオードでも代用でき、筐体アース 4 1 0と接続するか接続しないかを切り替えられる機能を有していればダイオード以外のデバイスでも代用可能である。また、スィッチ 4 0 3の接地は図 4のようにコモン端子側にすることも可能である。

またさらに、図 5に示すように、スィッチ 4 0 3を R F回路部 3 0 6の位置する高周波側に設置することも可能である。この構成においても、スィッチ 4 0 3 の切り替えにより、ァンテナの特性が平衡給電特性と不平衡給電特性とに切り替わり、偏波の方向を変化させることが可能であるといった効果がある。

図 2に示すブロック図で構成される無線端末装置 3 0 1において、 1波長を λ としたとき、幅 W= 0 . 2 3 3 λ、高さ Η= 0 . 0 6 7 λ、隙間 G= 0 . 0 0 7 λであり、折り返しダイポールアンテナ 4 0 1の全長 Lが 2 W+ 2 Η— 2 G = 0 . 5 9 λと約 0 . 5波長の場合に、同一周波数帯で測定した放射指向性を図 6と、図 7に示す。図 6はスィッチ 4 0 3が Η端子に切り替わり、不平衡給電特性を持つ場合の放射指向性を示した図であり、図 7はスィッチ 4 0 3が L端子に切り替わり、平衡給電特性を持つ場合の放射指向性を示した図である。

また、無線端末装置 3 0 1を左手に持って通話したと想定した場合の放射指向性を図 8と、図 9に示す。図 8はスィッチ 4 0 3が Η端子に切り替わり、不平衡給電特性を持つ場合の放射指向性を示した図であり、図 9はスィッチ 4 0 3が L端子に切り替わり、平衡給電特性を持つ場合の放射指向性を示した図である。ただし、折り返しダイポールアンテナ 4 0 1の共振周波数は、コイル 4 0 2と折り返しダイポ一ルアンテナ 4 0 1との接点の位置、およびコイル 4 0 2の値によつて変化するので、アンテナ素子長だけでなく、接点およびコイルの値で共振周波数を調整することも可能である。

このように、本実施例で構成される無線端末装置 3 0 1は、左手に持って通話したと想定した場合、スィッチ 4 0 3が H端子側に切り替わつているとき、図 8 に示すように偏波の指向性は水平成分が大きくなつており、スィッチ 4 0 3が L 端子側に切り替わつているとき、図 9に示すように偏波の指向性は垂直成分が大きくなつている。

ここで、基地局から垂直偏波で送受信される無線通信システムにおいて、無線端末装置 3 0 1は、例えば、図 2 1に示すような通話時には、図 3の矢印 5 0 1 のように y軸成分が大きい偏波特性を示すときに偏波のミスマッチングによる偏波損が少なくなり、図 2 1に示すようなデータ通信時には、図 3の矢印 5 0 2のように z軸成分が大きい偏波特性を示すときに偏波損が少なくなる。このため、通話時は図 2のスィッチ 4 0 3が L端子側に導通したときに特性がよく、データ通信時はスィッチ 4 0 3が H端子側に導通したときに特性がよい。

以上のように、本実施例によれば、スィッチ 4 0 3でアンテナ素子およびその近傍に電流分布を集中させるか、あるいはアンテナ素子とその近傍以外の導電基板にも電流分布を存在させるかを切り替えることにより、同一周波数帯において、アンテナの指向性を切り替えることが可能となる。そして、これによつて通話時とデータ通信時それぞれにおいて、無線端末装置 3 0 1の受信電力特性を向上することができる。

なお、アンテナ素子 3 0 2は、折り返しダイポールアンテナに限らず、折り返しループアンテナなどで代用することも可能である。また、図 1 0に示すように、平衡不平衡変換器 4 0 4を介してアンテナ素子を平衡給電する構成にしても同様の効果を得ることが可能である。

(実施例 2 )

図 1 7は本発明の実施例における無線端末装置の構成を示す図である。本実施例は、実施例 1における無線端末装置にさらに使用形態推定部 3 0 4が追加された構成をしている。その他の構成については、実施例 1と同一である。この使用形態推定部 3 0 4は、無線端末装置の使用形態に応じて、その使用形態に適したアンテナ素子 3 0 2の特性を判断し、アンテナ特性切り替え部 3 0 3 にアンテナ特性を切り替えるための信号を出力する。

例えば、使用形態推定部 3 0 4は、無線端末装置の使用形態が、通話なのかデ一夕通信なのかを判断する。この使用形態の判断は、例えば、データ通信モード (パケット通信モード）か否か、あるいは、マイク ·スピーカーに音声が流れているか否か、あるいは、あらかじめ付加された通信モードを識別するための信号を検知することにより、通信が始まる前に判断することが可能である。使用形態推定部 3 0 4はこの判断結果を基に、通話モードであればスィッチ 4 0 3を L端子側に切り替える指示を行い、デ一夕通信モードであれば H端子側に切り替える指示を行う。

以上のように、本実施例によれば、使用形態に応じて通信に使用する偏波を自動的に切り替えることにより、使用者が意識することなく偏波損の少ない通信が可能になり、感度がより高い状況で通信を行うことができる。

(実施例 3 )

図 1 1は本発明の実施例における無線端末装置の構成を示す図である。本実施例は、実施例 2における使用形態推定部 3 0 4の代わりに伝搬環境推定部 3 0 5 を有している点が異なる。

この伝搬環境推定部 3 0 5は、伝搬環境に応じて、その伝搬環境に適したアンテナ素子 3 0 2の特性を判断し、アンテナ特性切り替え部 3 0 3にアンテナ特性を切り替えるための信号を出力する。

例えば、伝搬環境推定部 3 0 5は、受信電力や、到来する電波の偏波や、到来する電波の方向などをモニタ一する。

到来する電波の方向をモニタ一する場合の構成を図 1 2 A乃至 Cに示す。アンテナ素子 4 0 1は、スィッチ 1 4 0 1と 1 4 0 2で、伝搬環境推定部 3 0 5に接続されることが可能になっている。アンテナ素子 4 0 1は、 2つのアンテナ素子で構成されるアレーアンテナとして考えることも可能であるので、伝搬環境推定部 3 0 5が両アンテナの位相差あるいは振幅も含めて検出することによって、基地局から送信された電波の到来方向を推定することができる。そして、その到来方向に適した特性にスィッチ 4 0 3を切り替えるように指示することが可能である。

なお、到来方向を推定するのはこの構成に限らず、伝搬環境推定部 3 0 5がァレーアンテナを有する構成でも可能である。

また、図 1 2 Bに示すように伝搬環境推定部 3 0 5が R F回路部 3 0 6と接続され、この R F回路部 3 0 6の出力結果を用いて到来方向を推定する構成や、あるいは図 1 2 Cに示すように R F回路部 3 0 6を 2個有しそれぞれの出力結果を元に到来方向を推定する構成も可能である。

次に、受信電力をモニターする場合の構成を図 1 3に示す。図 1 3において、伝搬環境推定部に相当する受信電力判断部 1 5 0 1は、受信電力を検出し、受信電力の高いほうに、スィッチ 4 0 3を切り替えるように指示をする。また、受信電力判断部 1 5 0 1は、受信電力をモニタ一できればどの場所に設置してもよく、例えば、 R F回路部 3 0 6に含まれる構成、あるいは R F回路部 3. 0 6の出力をモニターする構成なども可能である。

図 1 4は、スィッチ 4 0 3が H端子側に導通したときおよび L端子側に導通したときに、無線端末装置 3 0 1を左手に持って通話したまま移動したと想定した場合の受信電力特性を示す。図 1 4に示すように、本発明は、通話専用で使用する場合でも、受信電力特性が、スィッチ 4 0 3の切り替えによって、 H端子側に導通したときと L端子側に導通したときとで受信電力の値だけでなく落ち込む夕イミングも異なり、非常に相関が低くなるので、低相関なダイバーシチアンテナを構成するのに有効である。以上のように、本実施例によれば、伝搬環境に応じて通信に使用する偏波を切り替えることにより、感度がより高い状況で通信を行うことができる。

(実施例 4 )

図 1 5は本発明の実施例における無線端末装置の構成を示す図である。本実施例は、実施例 2における使用形態推定部 3 0 4の代わりに傾き検出部 3 0 8を有している点が実施例 2と異なる。

この傾き検出部 3 0 8は、無線端末装置 3 0 1の傾きを検出し、その傾きに適したアンテナ素子 3 0 2の特性を判断し、アンテナ特性切り替え部 3 0 3に接続を切り替えるための信号を出力する。

例えば、傾き検出部 3 0 8としては、傾斜スィッチを利用できる。傾斜スイツチとして代表的なものは、密閉した容器にポールやバーを内蔵し、容器自体が傾くとポールやバーも一緒に傾いて電気的な接点がオン/オフすることを利用した仕組みになっているものである。

これにより、無線端末装置が、図 3における X軸を中心に回転し、 4 5 ° 以上傾いたら、偏波方向を矢印 5 0 1に切り替え、傾きが 4 5 ° 以内であれば偏波方向を矢印 5 0 2にするという切り替えを行うことができるようになる。そのため、基地局からある固定の偏波で送受信される無線通信システムにおいて、無線端末装置は偏波のミスマッチングによる偏波損が少なくなり受信特性がよくなる。また、無線端末装置が、テレビ電話や、パケット通信をしながらの通話といつた、通話とデ一夕通信が同時に行われる場合でも、無線通信端末の傾きに応じて通信に使用する偏波を切り替えることにより、通信の感度を改善することができる。

(実施例 5 )

図 1 6は本発明の実施例における無線端末装置の構成を示す図である。本実施例は、無線端末装置が複数のアンテナを有する点が実施例 1と異なる。具体的な構成を図 1 8に示す。

図 1 8における構成は、実施例 1の構成に、さらにアンテナ素子 2 0 0 1とスイッチ 2 0 0 2とを有しており、使用形態推定部 3 0 4はスィッチ 4 0 3とスィツチ 2 0 0 2に接続され、それぞれのスィッチを使用形態に応じて制御する。例えば、待ち受け時は、無線通信端末がどのように置かれているのかわからず、無指向性アンテナで送受信を行うほうが効率がよいので、無指向性に近いアンテナ素子 2 0 0 1を使用する。この場合、通話時はスィッチ 4 0 3を L端子側、スイッチ 2 0 0 2を H端子側に切り替え、データ通信時はスィッチ 4 0 3を H端子側、スィッチ 2 0 0 2を H端子側に切り替える。また、待ち受け時は、スィッチ 4 0 3はどちらでもよく、スィッチ 2 0 0 2を L端子側にすることによってアンテナ素子 2 0 0 1に切り替える。これにより、 3つのシチュエーションに適応したァンテナの切り替えが可能である。

以上のようにアンテナ素子を複数持つ構成にすることによって、より使用状況に適合したァンテナ特性の制御が可能になる。

なお、使用形態推定部 3 0 4の代わりに、実施例 3における伝搬環境推定部、あるいは実施例 4における傾き検出部を用いて、複数のアンテナから受信特性が最適なものを選択する構成も可能である。

(実施例 6 )

図 1 9は本発明の実施例における無線端末装置の構成を示す図である。本実施例は、無線端末装置が複数のアンテナおよび複数の R F回路部を有する場合の構成について説明する。

図 1 9において、無線端末装置は、実施例 1の構成に、さらに、アンテナ素子 2 1 0 1、コイル 2 1 0 2、スィッチ 2 1 0 3、 R F回路部 2 1 0 6、スプリツター 2 1 0 7を有している。ここで、スプリツター 2 1 0 7は、入力された信号を R F回路部 3 0 6および R F回路部 2 1 0 6に分離し、 R F回路部 3 0 6および RF回路部 2106から入力された信号を合成する機能を有している。

そして、アンテナ素子 401と、コイル 402と、スィッチ 403と、 RF回路部 306とで構成されるアンテナと、アンテナ素子 2101と、コイル 210 2と、スィッチ 2103と、 RF回路部 2106とで構成されるアンテナは、スイッチ 403あるいはスィッチ 2103の切り替えにより、それぞれ不平衡給電特性を持つ場合と、平衡給電特性を持つ場合とに切り替わる。このため、各アンテナが違う特性を持つことにより、実施例 3における図 14に示すように、受信電力特性の相関が非常に低いアンテナを 2つ持つ無線端末装置を構成することが可能である。

以上のような構成により、アンテナ素子 401を平衡給電特性にするようにスイッチ 403を L端子側に設定し、アンテナ素子 2101を不平衡給電特性にするようにスィッチ 2103を H端子側に設定することにより、 MIMO (Mu 1 t i I npu t Mu 1 t i Ou t p u t )システムに使用するアンテナにも応用できる。なお、 M I MOの例としては、 BLAST (B e l l Lab s L a ye r e d S p a c e-T ime) がある。

また、スィッチの切り替えによって、図 3に示すように 2種類の偏波を送受信することが可能なので、本発明は偏波多重のシステムに応用できる。

さらにまた、本発明により送信ダイバ一シチを行うことも可能であり、時空間符号を受信するアンテナあるいは送信するアンテナや、 2つのアンテナ素子を用いたァダプティブアレーアンテナにも応用可能である。

さらに、無線通信端末を手で持って使用する場合、手で使用する部分に近いアンテナ素子を不平衡給電特性にすることによって、手の影響を軽減できる。

なお、スィッチを使用しないでアンテナの特性を 1つあるいは 2つとも固定にする構成も可能である。産業上の利用可能性

本発明にかかわる無線端末装置用アンテナおよび無線端末装置は、アンテナ特性が切り替わることの必要な無線端末装置に有用であり、小型化を実現するのに適している。

Claims

請求の範囲

1 . アンテナ素子と、

前記アンテナ素子およびその近傍のみに電流分布が存在する場合と前記アンテナ素子およびその近傍以外にも電流分布が存在する場合とに切り替わるァンテナ特性切り替え部と

を備えた無線端末装置用アンテナ。

2 . アンテナ素子と、

前記アンテナ素子の長辺とねじりの位置関係で、平行にかつ波長に比べて十分小さい間隔で近接して配置する導電基板と、

前記アンテナ素子の前記導電基板と近接する一端に接続し、前記導電基板との導通を切り替えるアンテナ特性切り替え部と

を備えた無線端末装置用アンテナ。

3 . 前記アンテナ特性切り替え部が、スィッチと、コイルとの直列接続したものであり、前記コイルの一端が前記アンテナ素子と接続することを特徴とする請求の範囲第 2項に記載の無線端末装置用ァンテナ。

4. 前記アンテナ特性切り替え部が、ダイオードと、コイルとの直列接続したものであることを特徴とする請求の範囲第 2項に記載の無線端末装置用ァンテナ。

5 . 前記アンテナ素子がループアンテナ、ダイポールアンテナ、およびダイバーシチアンテナのいずれかであることを特徴とする請求の範囲第 1項乃至第 4項のいずれかに記載の無線端末装置用ァンテナ。

6 . 前記アンテナ素子がダイポールアンテナであり、かつ 2つのアンテナ素子で構成されるァレ一アンテナとすることを特徴とする請求の範囲第 1項乃至第 4項のいずれかに記載の無線端末装置用ァンテナ。

7 .請求の範囲第 1項乃至第 2項のいずれかに記載の無線端末装置用アンテナと、前記アンテナ素子の別の一端に接続した R F回路部と、を備えた無線端末装置。

8 . アンテナ素子と、

前記アンテナ素子の一端に接続した R F回路部と、

前記 R F回路部が接続する一端の近傍で、かつ前記導電基板と近接する部分に接続し、前記導電基板との導通を切り替えるアンテナ特性切り替え部と

を備え、前記アンテナ素子の前記導電基板と近接する別の一端が前記導電基板と接続している無線端末装置。

9 . アンテナ素子と、

前記アンテナ素子の両端に接続した平衡不平衡変換器と、

前記平衡不平衡変換器と接続する R F回路部と、

前記アンテナ素子の前記導電基板と近接する部分に接続し、前記導電基板との導通を切り替えるァンテナ特性切り替え部と

を備えた無線端末装置。

1 0 . 現在の通信が通話かデータ通信かを検出し、前記アンテナ特性切り替え部に通知する使用形態推定部をさらに有し、

前記アンテナ特性切り替え部が前記通知を基に、あらかじめ決められた切り替えを行う請求の範囲第 7項乃至第 9項のいずれかに記載の無線端末装置。

1 1 . 受信電力、あるいは到来する電波の偏波や到来する電波の方向を検出し、前記アンテナ特性切り替え部に通知する伝搬環境推定部をさらに有し、前記アンテナ特性切り替え部が前記通知を基に、あらかじめ決められた切り替えを行う請求の範囲第 7項乃至第 9項のいずれかに記載の無線端末装置。

1 2 . 前記無線端末装置の傾きを検出し、前記アンテナ特性切り替え部に通知する傾き検出部をさらに有し、

前記ァンテナ特性切り替え部が前記通知を基に、あらかじめ決められた切り替えを行う請求の範囲第 7項乃至第 9項のいずれかに記載の無線端末装置。

1 3 . 前記アンテナ特性切り替え部が、スィッチと、コイルとの直列接続したものであり、前記コイルの一端が前記アンテナ素子と接続することを特徴とする請求の範囲第 7項乃至第 1 2項のいずれかに記載の無線端末装置。

1 4 . 前記アンテナ特性切り替え部が、ダイオードと、コイルとの直列接続したものであることを特徴とする請求の範囲第 7項乃至第 1 2項のいずれかに記載の無線端末装置。

1 5 . 前記アンテナ素子がループアンテナ、ダイポ一ルアンテナ、およびダイバーシチアンテナのいずれかであることを特徴とする請求の範囲第 7項乃至第 1 4 項のいずれかに記載の無線端末装置。

1 6 . 前記アンテナ素子がダイポールアンテナであり、かつ 2つのアンテナ素子で構成されるアレーアンテナとすることを特徴とする請求の範囲第 7項乃至第 1

4項のいずれかに記載の無線端末装置。