專利名稱：便攜式無線通信裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種無線通信設(shè)備用的天線裝置，在利用手機(jī)等的移動(dòng)通 信中被進(jìn)行控制，以在增大通信容量實(shí)現(xiàn)高速通信的同時(shí)保持良好的通信
質(zhì)量。具體涉及一種具備多輸入多輸出天線或自適應(yīng)陣列天線(Adaptive Array Antenna)的無線通信裝置。
背景技術(shù)：
作為采用了利用多個(gè)天線來同時(shí)接收或發(fā)送多個(gè)信道的無線信號(hào)的多 輸入多輸出(Multi-I叩ut Multi-Output, MIMO)技術(shù)的天線裝置，例如有專利 文獻(xiàn)1所公開的MIMO天線裝置。
專利文獻(xiàn)1所記載的現(xiàn)有的MIMO天線裝置包括按等間隔設(shè)置的4個(gè) 天線元件組和主體部。各個(gè)天線元件組分別具備極化方向互不相同的4個(gè) 天線元件。主體部具備開關(guān)部，與各個(gè)天線元件連接；信號(hào)接收部，經(jīng) 由開關(guān)部來對(duì)接收信號(hào)進(jìn)行接收；天線控制部，生成針對(duì)開關(guān)部的控制信 號(hào)；天線選擇部，生成天線元件的組合，并向天線控制部通知選擇元件信 息；以及天線決定部，基于由天線選擇部生成的天線元件所接收到的接收 信號(hào)，決定特定的天線元件的組合，并向天線控制部通知決定元件信息。
該現(xiàn)有的MIMO天線裝置通過該構(gòu)成，分別從各個(gè)天線元件組中各選 一個(gè)天線元件來決定天線元件的組合，從而達(dá)到減小天線元件間的相關(guān)性， 充分確保傳輸容量的目的。
也就是說，在現(xiàn)有的MIMO天線裝置中，多個(gè)天線元件同時(shí)工作，從 而各個(gè)天線元件獲得盡可能大的接收功率，關(guān)系到MIMO解調(diào)后的多個(gè)信 號(hào)序列的合計(jì)傳輸速度的高速化。為此，專利文獻(xiàn)l所記載的MIMO天線 裝置中具備比MIMO的同時(shí)通信信道數(shù)目多的天線元件，通過選擇其中接 收信號(hào)強(qiáng)度大的天線元件來進(jìn)行MIMO解調(diào)，從而實(shí)現(xiàn)了上述目的。
這樣的天線元件的選擇，在移動(dòng)通信中，特別在由于移動(dòng)臺(tái)(使用者)的移動(dòng)或周圍環(huán)境的時(shí)間性變化，致使主極化以及交叉極化的信號(hào)強(qiáng)度呈 時(shí)間性變化或到達(dá)角度發(fā)生變化的情況下，尤其有效。此外，還能夠利用 極化特性不同的天線元件來應(yīng)對(duì)極化方向的變化，通過控制天線元件的切 換來克服時(shí)間性變化。
如上所述，專利文獻(xiàn)1所記載的MIMO天線裝置具備多個(gè)分別由多個(gè) 天線元件構(gòu)成的天線元件組，利用開關(guān)部來選擇相關(guān)最小的天線元件的組 合，或傳輸容量最大的天線元件的組合，從而能夠減小天線元件間的相關(guān) 性，提高傳輸容量。
此外，參照專利文獻(xiàn)2及3，對(duì)將便攜式無線裝置的一部分用作天線的 便攜式無線裝置的一例進(jìn)行說明。
專利文獻(xiàn)2所記載的便攜式無線設(shè)備通過將便攜式無線裝置的一部分 殼體導(dǎo)體作為天線的一部分來工作，這樣，無需作為天線的專門元件，從
而達(dá)到了削減元件數(shù)目，降低制造成本，實(shí)現(xiàn)薄型化和輕量化的目的。并 且，通過將殼體自身作為天線，能夠構(gòu)成更大的天線，從而實(shí)現(xiàn)天線的高 靈敏度。這樣，根據(jù)專利文獻(xiàn)2所記載的便攜式無線設(shè)備，在追求小型化 的便攜式終端中，通過將殼體導(dǎo)體作為天線的一部分來工作，便能夠?qū)崿F(xiàn) 高質(zhì)量的無線通信。
專利文獻(xiàn)3中記載了以減小起因于使用者的手的狀態(tài)的增益變化為目 的的手機(jī)，并公開了下述構(gòu)成在可折疊的手機(jī)1中，上部殼體3內(nèi)的屏 蔽盒(shield box)14與下部殼體4內(nèi)的發(fā)送電路15的輸出端子通過軟導(dǎo)線 (flexible cable)9連接，屏蔽盒14作為天線來使用(專利文獻(xiàn)3的圖3)。這樣， 通過將屏蔽盒14作為天線來使用的構(gòu)成，能夠減小起因于使用者的手的狀 態(tài)的增益變化。
此外，參照專利文獻(xiàn)4，對(duì)具有小型底板的1/4波長單端短路平板天線 的一例進(jìn)行說明。
專利文獻(xiàn)4所記載的1/4波長單端短路平板天線通過使底板小型化來 達(dá)到實(shí)現(xiàn)寬帶化和無線設(shè)備小型化的目的。尤其是尋呼機(jī)(pager)等小型便 攜式無線機(jī)器因其薄型的平板構(gòu)造，而具有起因于電子電路以及人體的接 近的增益變化小，極為小型、輕便的特征。也就是說，該現(xiàn)有例的天線最 適合于作為小型便攜式無線機(jī)器用的天線，在追求小型化的便攜式終端中，
9通過使用小型且薄型的平板構(gòu)造，從而能夠?qū)崿F(xiàn)高質(zhì)量的無線通信。
然而，專利文獻(xiàn)1所記載的現(xiàn)有的MIMO天線裝置中卻存在下述問題。 如上所述，該現(xiàn)有的MMO天線裝置為了獲得盡可能大的接收功率， 所具有的構(gòu)成是具備比MIMO的同時(shí)通信信道數(shù)目多的天線元件，通過 選擇其中接收信號(hào)強(qiáng)度大的天線元件來進(jìn)行MIMO解調(diào)。但是，像手機(jī)那 樣具有1波長或更小尺寸的小型機(jī)器在搭載多個(gè)天線元件組的情況下天線 間隔變小，由于在極化一致的天線間構(gòu)成陣列來進(jìn)行MIMO通信，所以存 在因天線之間的互耦而導(dǎo)致的輻射效率降低的問題。
另一方面，專利文獻(xiàn)2所記載的現(xiàn)有的便攜式無線裝置存在下述問題。
該現(xiàn)有的便攜式無線裝置通過將殼體導(dǎo)體的一部分用作天線來實(shí)現(xiàn)小 型化，并提出了適合于單個(gè)天線或與縫隙天線(slotantenna)進(jìn)行切換分集的
構(gòu)造。然而，即使在切換分集中，也是1個(gè)天線工作，所以不會(huì)有天線之 間的互耦的問題，因此沒有考慮到降低互耦的天線構(gòu)成。換言之，在需要 多個(gè)天線同時(shí)工作的MIMO天線或自適應(yīng)陣列天線中，不能將專利文獻(xiàn)2 所記載的便攜式無線裝置用于MIMO天線。
此外，專利文獻(xiàn)3所記載的手機(jī)或?qū)＠墨I(xiàn)4所記載的現(xiàn)有的天線中， 也僅設(shè)想了單個(gè)天線工作，而沒有考慮到多個(gè)天線同時(shí)工作的MIMO天線 或自適應(yīng)陣列天線的構(gòu)成。
專利文獻(xiàn)1特開2004-312381號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)2特開2004-274730號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)3日本特許第3830773號(hào)說明書專利文獻(xiàn)4特公平6-1848號(hào)公報(bào)

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的目的在于提供一種不僅形狀小型，而且天線之間的互耦 小，從而使多個(gè)供電天線元件同時(shí)保持良好的接收狀態(tài)的移動(dòng)臺(tái)用的無線
通"(曰裝置，
本發(fā)明涉及一種具備多個(gè)天線元件的便攜式無線通信裝置。為達(dá)到上 述目的，本發(fā)明的一種形態(tài)是，具備第1導(dǎo)體部；第2導(dǎo)體部，與第1導(dǎo)體部以規(guī)定的間隔平行地設(shè)置；短路導(dǎo)體部，將第1導(dǎo)體部的一端部和 與該一端部正對(duì)的第2導(dǎo)體部的一端部電連接；接地導(dǎo)體部，與第1導(dǎo)體 部僅間隔規(guī)定的距離；及無線通信電路；經(jīng)由設(shè)置于第1導(dǎo)體部與接地導(dǎo) 體部之間的第1供電部，將第1導(dǎo)體部上的第1供電點(diǎn)和無線通信電路連 接，從而使第1導(dǎo)體部和接地導(dǎo)體部作為第1天線元件工作；經(jīng)由設(shè)置于 第1導(dǎo)體部與第2導(dǎo)體部之間的第2供電部，將第2導(dǎo)體部上的第2供電 點(diǎn)和無線通信電路連接，從而使第1導(dǎo)體部、第2導(dǎo)體部以及短路導(dǎo)體部 作為第2天線元件工作。
若將從第2導(dǎo)體部中連接短路導(dǎo)體部的一端部到與一端部正對(duì)的開放 端部的、經(jīng)過第2供電點(diǎn)的路徑長度，與用于連接第1導(dǎo)體部和第2導(dǎo)體 部的短路導(dǎo)體部的長度的合計(jì)長度設(shè)為通信信號(hào)波長的1/4，則能夠使第2 天線元件作為1/4波長單端短路平板天線工作。也可以將由導(dǎo)電性材料形 成的便攜式無線通信裝置的殼體的一部分作為第1導(dǎo)體部來使用。此外， 無線通信電路也可以安裝于第1導(dǎo)體部。
此外，若期望在不同的2個(gè)頻率中使1個(gè)第2天線元件工作的情況下， 可以根據(jù)各個(gè)頻率來設(shè)置2個(gè)短路導(dǎo)體部以進(jìn)行切換。該情況下的短路導(dǎo) 體部可以考慮含有電感器(inductor)和電容器(capacitor)的并聯(lián)諧振電路 (Parallel Resonance Circuit),或由控制部控制的開關(guān)電路等。
在此，若還具備自適應(yīng)控制電路，對(duì)第1及第2天線元件所接收到 的無線信號(hào)分別執(zhí)行自適應(yīng)控制處理，并合并經(jīng)自適應(yīng)控制后的無線信號(hào)； 解調(diào)電路，解調(diào)合并后的無線信號(hào)的同時(shí)，分別解調(diào)第1天線元件單個(gè)接 收到的無線信號(hào)以及第2天線元件單個(gè)接收到的無線信號(hào)；以及，裝置控 制電路，對(duì)解調(diào)合并后的無線信號(hào)后得到的信號(hào)完整性(Signal Integrity)和 解調(diào)第1及第2天線元件所接收到的無線信號(hào)后得到的各個(gè)信號(hào)完整性進(jìn) 行比較，控制自適應(yīng)控制電路，以使具有根據(jù)該比較而判斷的最佳信號(hào)完 整性的無線信號(hào)被接收；則本發(fā)明的便攜式無線通信裝置能夠作為自適應(yīng) 天線工作。
此外，若還具備第1處理電路，對(duì)第1及第2天線元件所接收到的 無線信號(hào)執(zhí)行自適應(yīng)控制處理；第2處理電路，對(duì)第1及第2天線元件所 接收到的無線信號(hào)執(zhí)行選擇分集處理；選擇電路，對(duì)從第1處理電路輸出的無線信號(hào)的信號(hào)完整性和從第2處理電路輸出的無線信號(hào)的信號(hào)完整性 進(jìn)行比較，選擇并輸出具有良好的信號(hào)完整性的信號(hào)；則本發(fā)明的便攜式 無線通信裝置能夠作為選擇分集天線工作。
此外，若還具備自適應(yīng)控制電路，對(duì)第1及第2天線元件所接收到 的無線信號(hào)分別執(zhí)行自適應(yīng)控制處理，并合并經(jīng)自適應(yīng)控制后的無線信號(hào)； 裝置控制電路，檢測出第1及第2天線元件所接收到的各個(gè)無線信號(hào)的相 位及振幅，并對(duì)自適應(yīng)控制電路進(jìn)行控制，以對(duì)無線信號(hào)進(jìn)行最大比合并； 則本發(fā)明的便攜式無線通信裝置能夠作為合并分集天線工作。
此外，若還具備MIMO解調(diào)電路，對(duì)第l及第2天線元件所接收到的 無線信號(hào)分別執(zhí)行MIMO解調(diào)處理，并輸出l個(gè)解調(diào)信號(hào)；則本發(fā)明的便 攜式無線通信裝置能夠作為MIMO天線工作。
根據(jù)上述本發(fā)明，在不大幅度增加天線的元件數(shù)目的情況下，便能夠 在小型終端實(shí)現(xiàn)陣列天線。此外，通過將殼體自身作為天線，能夠盡可能 地實(shí)現(xiàn)天線的大型化。此外，通過將1/4波長單端短路平板天線的短路邊 設(shè)置為面向殼體天線的供電部，能夠降低天線之間的互耦。并且，將天線 按輻射方向的不同進(jìn)行設(shè)置，能夠降低天線之間的相關(guān)系數(shù)(correlation coefficients由此，能夠提高作為陣列天線的性能，從而提供工作更好的 MIMO天線或自適應(yīng)陣列天線。


圖1是本發(fā)明的第1實(shí)施方式所涉及的便攜式無線通信裝置的內(nèi)部構(gòu) 成的示意圖。
圖2是殼體天線20的構(gòu)成示意圖。
圖3是殼體天線20的電流方向、電場方向以及輻射圖形的簡圖。圖4 是1/4波長單端短路平板天線30的構(gòu)成示意圖。
圖5是被1/4波長單端短路平板天線30激勵(lì)的電場的方向及輻射圖形 的簡圖。
圖6是殼體天線20的試制例的說明示意圖。
圖7是圖6的殼體天線20的阻抗特性的示意圖。
圖8是圖6的殼體天線20的輻射圖形的示意圖。
12圖9是1/4波長單端短路平板天線30的試制例的說明示意圖。 圖10是圖9的1/4波長單端短路平板天線30的阻抗特性的示意圖。 圖11是圖9的1/4波長單端短路平板天線30的輻射圖形的示意圖。 圖12是組合了兩個(gè)天線的天線陣列的試制例的示意圖。 圖13是圖12的天線陣列的阻抗特性的示意圖。 圖14是圖12的天線陣列的反射特性和互耦特性的示意圖。 圖15是天線陣列中殼體天線20的輻射方向性的示意圖。 圖16是天線陣列中1/4波長單端短路平板天線30的輻射方向性的示 意圖。
圖17是本發(fā)明的第1實(shí)施方式所涉及的其他便攜式無線通信裝置的內(nèi) 部構(gòu)成示意圖。
圖18是本發(fā)明的第2實(shí)施方式所涉及的便攜式無線通信裝置的內(nèi)部構(gòu) 成示意圖。
圖19是圖18中的1/4波長單端短路平板天線30的構(gòu)成示意圖。 圖20是用于實(shí)現(xiàn)短路導(dǎo)體部33a及33b的具體電路例的示意圖。 圖21是圖20所示的電路的史密斯圓圖。
圖22是用于實(shí)現(xiàn)短路導(dǎo)體部33a及33b的其他的具體電路例的示意圖。 圖23是本發(fā)明的第3實(shí)施方式所涉及的自適應(yīng)天線裝置的構(gòu)成示意圖。
圖24是示出由圖23的控制器103所執(zhí)行的自適應(yīng)控制處理的流程圖。 圖25是本發(fā)明的第4實(shí)施方式所涉及的選擇分集天線裝置的構(gòu)成示意圖。
圖26是本發(fā)明的第5實(shí)施方式所涉及的合并分集天線裝置的構(gòu)成示意圖。
圖27是本發(fā)明的第6實(shí)施方式所涉及的MIMO天線裝置的構(gòu)成示意圖。
附圖標(biāo)記說明
2、 3、 3a供電部 4無線通信電路5、 6供電線路
7、 8 導(dǎo)體部
9接地導(dǎo)體部
10、 33a、 33b短路導(dǎo)體部
20 殼體天線
30單端短路平板天線
41 電感器
42 電容器
43 .開關(guān)
100a d、 201、 202、 401a c、 501a c、 507 天線元件
101、 502 A/D轉(zhuǎn)換電路
102 自適應(yīng)控制電路
103、 405、 505 控制器
104a d、 402a c可變放大器
105a d、 403a c可變移相器
106、 406 信號(hào)合并器(signal combining device)
107解調(diào)器
109 判定器
203、 204 處理電路
205、 206 檢波器
207信號(hào)完整性監(jiān)測電路
208 選擇電路
404a c接收信號(hào)檢波器
503 MIMO解調(diào)電路
504 信號(hào)電平比較電路 506無線發(fā)送電路
具體實(shí)施例方式
以下參照附圖,對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行詳細(xì)說明。在說明本發(fā)明的實(shí) 施方式的所有附圖中，對(duì)具有相同功能的構(gòu)成要素付上同一標(biāo)記，并省略其重復(fù)說明。
(第1實(shí)施方式)
圖1是示出本發(fā)明的第1實(shí)施方式的便攜式無線通信裝置的內(nèi)部構(gòu)成 的正視圖及側(cè)視圖。圖1中，第1實(shí)施方式的便攜式無線通信裝置具備
第1供電部2、第2供電部3、無線通信電路4、第1供電線路6、第2供 電線路5、第1導(dǎo)體部7、第2導(dǎo)體部8、接地導(dǎo)體部9以及短路導(dǎo)體部10。
第1實(shí)施方式的便攜式無線通信裝置以天線陣列的構(gòu)成，具備將殼 體導(dǎo)體的一部分作為天線來使用的殼體天線及，以該殼體導(dǎo)體的一部分作 為底板的1/4波長單端短路平板天線。第1供電部2是經(jīng)由第1供電線路6 向殼體天線提供電源的供電部。第2供電部3是經(jīng)由第2供電線路5向1/4 波長單端短路平板天線提供電源的供電部。第1供電部2及第2供電部3 與無線通信電路4連接，實(shí)現(xiàn)無線通信。該無線通信電路4中包括濾波器、 放大器或混頻器(Mixer)等高頻電路以及調(diào)制器或解調(diào)器等基帶電路。
首先，結(jié)合圖2及圖3說明殼體天線20的動(dòng)作，并結(jié)合圖4及圖5說 明1/4波長單端短路平板天線30的動(dòng)作。
圖2示出殼體天線20的簡要構(gòu)成。該殼體天線20具備:第1導(dǎo)體部7、 接地導(dǎo)體部9以及第1供電部2。第1導(dǎo)體部7是折疊式手機(jī)的上部殼體的 底板。接地導(dǎo)體部9是折疊式手機(jī)的下部殼體的底板。第1供電部2設(shè)置 于連接第1導(dǎo)體部7和接地導(dǎo)體部9的合頁部分。
圖3是示出殼體天線20的電流方向、電場方向以及輻射圖形的簡圖。 如圖3所示，殼體天線20中，第1導(dǎo)體部7和接地導(dǎo)體部9中流有高頻電 流24，并因此而輻射出電波。由于電流的流動(dòng)方式與偶極子天線(Dipole Antenna)相同，所以得到的輻射方向性為面向紙面(ZY平面)呈8字形的 方向性25，在與紙面垂直的面(XY平面)呈無方向性。并且，輻射電波的電 場方向26與高頻電流24平行。
圖4示出1/4波長單端短路平板天線30的簡略構(gòu)成。該1/4波長單端 短路平板天線30具備第1導(dǎo)體部7、第2導(dǎo)體部(上層導(dǎo)體部)8、短路導(dǎo) 體部10以及第2供電部3。第1導(dǎo)體部7與第2導(dǎo)體部8平行地設(shè)置，并 距離規(guī)定的間隔。通過寬度為該規(guī)定的間隔的短路導(dǎo)體部10，第l導(dǎo)體部 7的短邊與第2導(dǎo)體部8的短邊實(shí)現(xiàn)電連接。此外，短路導(dǎo)體部10也可以
15設(shè)置于第1導(dǎo)體部7和第2導(dǎo)體部8的長短邊之間。第2供電部3在第1 導(dǎo)體部7和第2導(dǎo)體部8之間進(jìn)行供電。在該1/4波長單端短路平板天線 30中，第2導(dǎo)體部8的長邊距離(虛線a)與短路導(dǎo)體部10的短邊距離(虛線 b)的合計(jì)長度被設(shè)計(jì)為通信信號(hào)波長的1/4，其中，第2導(dǎo)體部8的長邊通 過源于第2供電部3的供電點(diǎn)。
圖5是示出被1/4波長單端短路平板天線30激勵(lì)的電場的方向以及輻 射圖形的簡圖。如圖5所示，在1/4波長單端短路平板天線中，由于第2 供電部3的供電，第1導(dǎo)體部7與第2導(dǎo)體部8之間產(chǎn)生電場35，并且， 短路導(dǎo)體部10作為反射板工作，所以獲得在Z方向強(qiáng)的輻射方向性36。
接著，結(jié)合圖6 圖11，分別對(duì)殼體天線20以及1/4波長單端短路平 板天線30的試制例進(jìn)行說明。
圖6是殼體天線20的試制例。該試制例中，將第1導(dǎo)體部7以及接地 導(dǎo)體部9的形狀都設(shè)定為45mmX90mm的長方形，并設(shè)定第1導(dǎo)體部7與 接地導(dǎo)體部9之間距離5mm。此外，圖7及圖8中示出阻抗特性(輸入電壓 駐波比(Voltage Standing Wave Ratio, VSWR)及輻射圖形(XY平面))。從圖 7可知，殼體天線20在1.4GHz處產(chǎn)生諧振。圖8是頻率為1.4GHz時(shí)的輻 射圖形。從圖8可知，獲得在X方向稍強(qiáng)的方向性。這是由于供電部與天 線不對(duì)稱的緣故。但可以得知獲得了大致無方向性。
圖9是1/4波長單端短路平板天線30的試制例。該試制例中，將第1 導(dǎo)體部7設(shè)定為45mmX90mm的長方形，第2導(dǎo)體部8設(shè)定為45mmX 60mm的長方形，短路導(dǎo)體部10設(shè)定為45mmX5mm的長方形。此外，圖 10及圖11示出阻抗特性(輸入VSWR)及輻射圖形(XY平面)。從圖11可知， 1/4波長單端短路平板天線30在1.3GHz處產(chǎn)生諧振。因1.3GHz的波長為 231mm，那么1/4波長則為58mm，這與第2導(dǎo)體部8的長邊-60mm幾乎 —致。此外，還可以得知的是，在頻率1.4GHz也獲得VSWR接近于"1" 的良好的阻抗特性。另外，圖ll是頻率為1.4GHz時(shí)的輻射圖形。從圖ll 可以得知，獲得在Y方向稍強(qiáng)的方向性。如圖5所示，這是由于短路導(dǎo)體 部10作為反射板工作的緣故。
如上所述，由于殼體天線20與1/4波長單端短路平板天線30的輻射 方向性不同，所以可以估計(jì)天線之間的相關(guān)系數(shù)低。因此，作為MIMO天線、自適應(yīng)陣列天線以及最大比合并等的陣列天線，能夠?qū)崿F(xiàn)良好的陣列 特性。
接著，對(duì)由殼體天線20和1/4波長單端短路平板天線30組合而成的 天線陣列進(jìn)行說明。
圖12是組合圖6的殼體天線20和圖9的1/4波長單端短路平板天線 30而構(gòu)成的天線陣列的試制例。此外，圖13示出兩個(gè)天線的阻抗特性(輸 入VXWR),圖14示出兩個(gè)天線的反射特性和互耦特性沃線間通過特性)。
從圖13可知，陣列天線在1.3GHz處產(chǎn)生諧振。將圖13與圖7及圖 IO進(jìn)行比較可以得知，陣列天線的阻抗特性與單個(gè)的阻抗特性相比，幾乎 沒有發(fā)生變化。換言之，構(gòu)成陣列天線的兩個(gè)天線互相都難以受到來自另 一方天線的影響。這是由于設(shè)置在殼體天線20的第l供電部2與1/4波長 單端短路平板天線30的第2供電部3之間的短路導(dǎo)體部10提高了屏蔽效 果的緣故。
由此，按照每個(gè)天線個(gè)體來設(shè)計(jì)天線成為可能，從而具有提高設(shè)計(jì)的 容易性的效果。并且，從圖14可知互耦特性為-10dB以下。因此， 一方天 線的功率被另一方天線所吸收的功率為1A0以下， 一方天線的輻射效率的 降低程度為-0.5dB以下，從而能獲得下降程度小、良好的輻射效率。
圖15及圖16示出天線陣列時(shí)的殼體天線20及1/4波長單端短路平板 天線30的輻射方向性。與單個(gè)時(shí)相比可以得知，雖然圖16的1/4波長單 端短路平板天線30的輻射方向性稍微變?nèi)?，但與殼體天線20都獲得與單 個(gè)天線時(shí)同樣的方向性，并且，由天線陣列化所引起的方向性的變化小。
如上所述，根據(jù)本發(fā)明的第1實(shí)施方式的便攜式無線通信裝置，能夠 獲得天線間的互耦小，方向性不同的、良好的陣列特性，并且能夠?qū)崿F(xiàn)適 合于小型便攜式無線裝置的、最佳的天線。
此外，上述第1實(shí)施方式中，對(duì)無線通信電路4安裝于接地導(dǎo)體部9 的例子進(jìn)行了說明。但如圖17所示，無線通信電路4也可以安裝于第1導(dǎo) 體部7。通過這樣的構(gòu)成，具有縮短向第2供電部3布線的第2供電線路5 的效果。此外，由于第1導(dǎo)體部7成為第1供電部2及第2供電部3共同 的接地部分，所以還具有能夠?qū)崿F(xiàn)接地的穩(wěn)定化及構(gòu)造的簡單化的優(yōu)點(diǎn)。
此外，在上述第1實(shí)施方式中以圖1所示的折疊式構(gòu)造的便攜式無線通信裝置為例，進(jìn)行了說明，但本發(fā)明的天線陣列構(gòu)成也可以應(yīng)用于其他 各種構(gòu)造(直板式或滑動(dòng)式)的便攜式無線通信裝置。
此外，若便攜式無線通信裝置的殼體的一部分由導(dǎo)電性材料形成，該
部分還能夠作為第1導(dǎo)體部7來使用。 (第2實(shí)施方式)
圖18是透視本發(fā)明的第2實(shí)施方式的便攜式無線通信裝置的內(nèi)部構(gòu)成 的正視圖。該第2實(shí)施方式的便攜式無線通信裝置的構(gòu)成是在上述第1實(shí) 施方式的便攜式無線通信裝置的基礎(chǔ)上增設(shè)第2供電部3a。
第2供電部3是用于獲得1/4波長單端短路平板天線30的長邊方向的 諧振的供電部，而上述第2供電部3a是用于獲得1/4波長單端短路平板天 線30的短邊方向的諧振的供電部。在該例子中，通過第2供電部3獲得低 頻率(第1頻率)，通過第2供電部3a獲得高頻率(第2頻率)。此外，在本 實(shí)施方式的構(gòu)成中，由于2個(gè)諧振的方向垂直，所以還能夠獲得相互難以 受到影響的效果。
接著，結(jié)合圖19，對(duì)用于實(shí)現(xiàn)第2實(shí)施方式的便攜式無線通信裝置的 1/4波長單端短路平板天線30的構(gòu)造進(jìn)行說明。
第2實(shí)施方式的1/4波長單端短路平板天線30中，作為短路導(dǎo)體部， 設(shè)置有針對(duì)第1頻率的短路導(dǎo)體部33a和針對(duì)第2頻率的短路導(dǎo)體部33b。 要在第1頻率產(chǎn)生諧振的情況下，使短路導(dǎo)體部33a成為短路，短路導(dǎo)體 部33b成為開路。另一方面，要在第2頻率產(chǎn)生諧振的情況下，使短路導(dǎo) 體部33a成為開路，短路導(dǎo)體部33b成為短路。由此，便能夠?qū)崿F(xiàn)2個(gè)正 交的諧振。
圖20示出用于實(shí)現(xiàn)短路導(dǎo)體部33a及33b的具體的電路例。 圖20(a)是具備電感器41和電容器42的并聯(lián)諧振電路，在諧振頻率處 阻抗為無窮大，成為開路狀態(tài)。此時(shí)的史密斯圓圖(Smith Chart)如圖21(a) 所示。該例子中設(shè)計(jì)的是在第2頻率f2獲得諧振。此時(shí)，在第1頻率fl 變?yōu)榈妥杩苟蔀槎搪窢顟B(tài)。另一方面，如圖21(b)所示，若將電感器41 及電容器42的大小設(shè)定為在第1頻率fl產(chǎn)生諧振，則在第1頻率fl成為 開路狀態(tài)，在比第1頻率fl高的第2頻率G變?yōu)榈妥杩苟蔀槎搪窢顟B(tài)。 圖20(b)是具備電感器41和電容器42的串聯(lián)諧振電路，在諧振頻率處阻抗為0，成為短路狀態(tài)。此時(shí)的史密斯圓圖如圖21(a)所示。該例子中設(shè) 計(jì)的是在第1頻率fl獲得諧振。此時(shí)，在第2頻率f2變?yōu)楦咦杩苟蔀榻?近開路的狀態(tài)。另一方面，如圖21(b)所示，若將電感器41及電容器42的 大小設(shè)定為在第2頻率f2產(chǎn)生諧振，則在第2頻率f2成為短路狀態(tài)，在比 第2頻率G低的第1頻率fl變?yōu)楦咦杩苟蔀榻咏_路的狀態(tài)。
另一方面，還能夠用如圖22所示的開關(guān)43來代替短路導(dǎo)體部33a及 33b。該情況下，要在第1頻率動(dòng)作時(shí)，連接代替短路導(dǎo)體部33a的開關(guān)43， 并斷開代替短路導(dǎo)體部33b的開關(guān)43。此外，要在第2頻率動(dòng)作時(shí)，連接 代替短路導(dǎo)體部33b的開關(guān)43，并斷開代替短路導(dǎo)體部33a的開關(guān)43 。
如上所述，根據(jù)本發(fā)明的第2實(shí)施方式的便攜式無線通信裝置，通過 將根據(jù)頻率來改變阻抗的電路用作短路導(dǎo)體部33a及33b，能夠在1個(gè)裝置 中實(shí)現(xiàn)2個(gè)頻率的諧振動(dòng)作。
(第3實(shí)施方式)
圖23是示出本發(fā)明的第3實(shí)施方式的自適應(yīng)天線裝置的構(gòu)成的圖。圖 23中，第3實(shí)施方式的自適應(yīng)天線裝置具備4個(gè)天線元件100a d、模擬 /數(shù)字轉(zhuǎn)換電路(A/D轉(zhuǎn)換電路)101、自適應(yīng)控制電路102、控制器103、判 定器109及解調(diào)器107。該4個(gè)天線元件100a d中的任意2個(gè)中應(yīng)用了上 述第1實(shí)施方式中所說明的殼體天線20及1/4波長單端短路平板天線30。
圖23中，各個(gè)天線元件100a d所接收到的無線信號(hào)被分別輸入到 A/D轉(zhuǎn)換電路101及自適應(yīng)控制電路102。A/D轉(zhuǎn)換電路101具備與各個(gè)天 線元件100a d相對(duì)應(yīng)的A/D轉(zhuǎn)換器，將各個(gè)天線元件100a d所接收到 的模擬無線信號(hào)分別轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)后，輸出到控制器103。
自適應(yīng)控制電路102具備4個(gè)可變放大器104a d， 4個(gè)可變移相器 105a d及信號(hào)合并器106?？勺兎糯笃?04a d的可變振幅量與可變移相 器105a d的移相量由控制器103控制。天線元件100a所接收到的無線信 號(hào)經(jīng)由可變放大器104a及可變移相器105a被輸出到信號(hào)合并器106;天線 元件100b所接收到的無線信號(hào)經(jīng)由可變放大器104b及可變移相器105b被 輸出到信號(hào)合并器106;天線元件100c所接收到的無線信號(hào)經(jīng)由可變放大 器104c及可變移相器105c被輸出到信號(hào)合并器106;天線元件100d所接 收到的無線信號(hào)經(jīng)由可變放大器104d及可變移相器105d被輸出到信號(hào)合并器106。信號(hào)合并器106將所輸入的4個(gè)無線信號(hào)合并(相加)后輸出到解 調(diào)器107。
解調(diào)器107通過規(guī)定的數(shù)字解調(diào)方式，將從信號(hào)合并器106輸入的合 并無線信號(hào)解調(diào)為解調(diào)信號(hào)，即基帶信號(hào)后，輸出到輸出端子108及判定 器109。判定器109基于包含在所輸入的基帶信號(hào)中的、且預(yù)先所決定的參 考模式(reference pattem)期間內(nèi)的參考模式來測定錯(cuò)誤率后，輸出到控制器 103?？刂破?03利用之后將詳述的自適應(yīng)控制方法對(duì)自適應(yīng)控制電路102 進(jìn)行控制，以使接收并解調(diào)的是具有最佳信號(hào)完整性的無線信號(hào)。
此外，圖23中，省略了用于處理無線信號(hào)的基本構(gòu)成、高頻濾波器、 高頻放大器、高頻電路、中頻電路以及信號(hào)處理電路等。即，該自適應(yīng)控 制電路102中既可以在載波頻率執(zhí)行處理，也可以在中間頻率執(zhí)行處理。 此外，在自適應(yīng)控制電路102中，可變放大器104a d和可變移相器105a d的構(gòu)成順序也可以顛倒。
首先，對(duì)自適應(yīng)天線裝置的自適應(yīng)控制方法進(jìn)行如下說明。
自適應(yīng)天線裝置應(yīng)用了，使天線的輻射圖形在期望電波的到達(dá)方向最 大化(即，使天線的輻射圖形中的主波束實(shí)質(zhì)朝向期望波方向)，使成為妨礙 的干涉波的方向朝向輻射圖形的NULL(即，使天線的輻射圖形中的NULL
實(shí)質(zhì)朝向干涉波方向)，來實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定的無線通信的自適應(yīng)控制技術(shù)。 一般地， 自適應(yīng)天線裝置通過向各個(gè)天線元件100a d所接收到的無線信號(hào)(或，無 線信號(hào)經(jīng)頻率轉(zhuǎn)換后獲得的中間頻率信號(hào))提供振幅差和相位差而進(jìn)行控 制，以獲得最大的期望信號(hào)功率和最小的干涉信號(hào)功率。
在各個(gè)天線元件100a d中，熱噪聲成分通常與期望波一起被接收。 并且，還有從相鄰基站發(fā)出的同一頻率的同一信道干涉波、或期望波由于 經(jīng)由大的路徑到來的緣故而產(chǎn)生了時(shí)間上的延遲的延遲波被接收的情況。 延遲波在電視播放或收音機(jī)播放等模擬無線通信系統(tǒng)中，例如作為電視圖 像接收機(jī)上所顯示的重影(Ghost)致使畫面顯示的質(zhì)量降低。另一方面，在 數(shù)字無線通信系統(tǒng)中，熱噪聲成分、同一信道干涉波或延遲波都作為誤碼 而產(chǎn)生影響，并直接降低信號(hào)完整性。這里，若設(shè)期望波功率為C，熱噪 聲功率為N，含有同一信道干涉波和延遲波的干涉波功率為I，為了改善信 號(hào)完整性，自適應(yīng)控制天線裝置則最好進(jìn)行自適應(yīng)控制以使C/(N+I)達(dá)到最大。
接著，具體說明自適應(yīng)天線裝置的自適應(yīng)控制動(dòng)作。
各個(gè)天線元件100a d所接收到的無線信號(hào)在A/D轉(zhuǎn)換電路101中豐皮 轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)x(t)(在本實(shí)施方式中是具有4個(gè)分量的信號(hào)矢量)，并被輸 入到控制器103?？刂破?03決定使從自適應(yīng)控制電路102輸出的無線信號(hào) y(t)的信號(hào)完整性達(dá)到最佳的、自適應(yīng)控制電路102內(nèi)可變放大器104a d 的振幅量和可變移相器105a d的移相量。
含有這些振幅量和移相量的加權(quán)系數(shù)的計(jì)算方法如下所示。此外，加 權(quán)系數(shù)Wi用振幅量Ai和移相量4)i，通過下式(l)來定義。 Wi-Aixexp(jX— …(1)
其中，j為虛數(shù)單位。并且，i取l 4的值，并分別與處理各個(gè)天線元 件100a d所接收到的無線信號(hào)的系統(tǒng)相對(duì)應(yīng)。以下，定義以加權(quán)系數(shù)Wi 為分量的加權(quán)系數(shù)矢量W，示出求加權(quán)系數(shù)Wi的方法。
有多種求加權(quán)系數(shù)Wi的方法，在此示出應(yīng)用最小均方算法(LMS:Least Means Squares)的例子。該方法中，自適應(yīng)天線裝置預(yù)先存有包含在已知的 期望波中的信號(hào)序列，即參考信號(hào)r(t)，并進(jìn)行控制，以使包含在所接收到 的無線信號(hào)中的信號(hào)序列接近參考信號(hào)r(t)。這里，作為一例，示出控制器 103中預(yù)先存有參考信號(hào)r(t)的情況。具體而言，控制器103對(duì)自適應(yīng)控制 電路102進(jìn)行控制，使無線數(shù)字信號(hào)x(t)與具有振幅量及移相量的成分的加 權(quán)系數(shù)w(t)相乘。通過下式(2)求出該加權(quán)系數(shù)w(t)乘以無線數(shù)字信號(hào)x(t) 后獲得的結(jié)果與參考信號(hào)r(t)的殘差e(t)。 e(t),)，xx(t) ".(2)
其中，殘差e(t)取正值或負(fù)值。因此，通過上式(2)求得的殘差e(t)的平 方值的最小值通過遞推的反復(fù)計(jì)算而獲得。即，通過多次反復(fù)計(jì)算而獲得 的第(m+l)次的加權(quán)系數(shù)w(t，m+l)，用第m次的加權(quán)系數(shù)w(t，m)，通過下 式(3)而獲得。
W(t，m+1 )=W(t,m)+uxx(t)xe(t,m) …(3)
其中，u被稱為步長(step size)，雖然具有步長u越大，使加權(quán)系數(shù)w 收斂為最小值的反復(fù)計(jì)算次數(shù)就會(huì)變少的優(yōu)點(diǎn)，但卻存在如果步長u過大， 在最小值附近便會(huì)產(chǎn)生振動(dòng)的缺點(diǎn)。因此，需要十分注意根據(jù)系統(tǒng)來對(duì)步長u進(jìn)行選定。相反地，加權(quán)系數(shù)w會(huì)由于步長u的減小而穩(wěn)定地收斂為
最小值。但反復(fù)計(jì)算的次數(shù)會(huì)增加。而反復(fù)計(jì)算的次數(shù)增加，便需要花費(fèi)
長時(shí)間來求出加權(quán)系數(shù)。如果算出加權(quán)系數(shù)w的時(shí)間比周圍環(huán)境的變化時(shí) 間(例如，數(shù)毫秒)慢，那么通過該加權(quán)系數(shù)w便不能改善信號(hào)完整性。于 是，在決定步長u時(shí)必須盡量選擇高速且穩(wěn)定的收斂條件。并且，殘差e(t,m) 被定義為下式(4)。
e(t，m)=r(t)-W(t,m)xx(t). (4) 利用該式(4)的值來遞推地更新式(3)。此外，用于求出加權(quán)系數(shù)w的最 大反復(fù)計(jì)算次數(shù)的設(shè)定要在算出加權(quán)系數(shù)的時(shí)間不慢于無線系統(tǒng)的切換時(shí) 間的范圍內(nèi)。
在此作為一例，對(duì)基于最小均方算法的無線通信系統(tǒng)的自適應(yīng)控制的 判定法進(jìn)行了說明，但本發(fā)明并不局限于此，例如也可以應(yīng)用判定更快的 最小二乘算法(RLS:Recursive Least Squares),樣本矩陣求逆(SMI: Sample Matrix inversion)法。盡管通過這些方法判定得快，但判定器109中的計(jì)算 卻變得復(fù)雜。此外，在信號(hào)序列的調(diào)制方式是如數(shù)字相位調(diào)制那樣具有一 定的包絡(luò)線的低包絡(luò)調(diào)制時(shí)，也可以應(yīng)用恒模算法(CMA: Constant Modulus Algorithm)。
圖24是示出由圖23的控制器103執(zhí)行的自適應(yīng)控制處理的流程圖。
圖24中，首先，控制器103從A/D轉(zhuǎn)換電路101獲取各個(gè)天線元件 100a d的接收數(shù)據(jù)(步驟Sl)。接著，控制器103基于所取得的接收數(shù)據(jù)， 計(jì)算自適應(yīng)控制所要求的振幅量及移相量(步驟S2),并根據(jù)該所計(jì)算出的 振幅量和移相量來控制自適應(yīng)控制電路102(步驟S3)。判定器109對(duì)解調(diào)器 107所輸出的接收信號(hào)進(jìn)行解調(diào)?？刂破?03獲取判定器109所判定的信號(hào) 完整性，即錯(cuò)誤率(步驟S4)。然后，控制器103判斷所取得的錯(cuò)誤率是否 為規(guī)定的閾值以上(步驟S5)。
當(dāng)在步驟S5中判斷錯(cuò)誤率為10's以上時(shí)，控制器103從A/D轉(zhuǎn)換電路 101再次獲取各個(gè)天線元件100a d的接收數(shù)據(jù)(步驟Sl)。而當(dāng)在步驟S5 中判斷錯(cuò)誤率未滿10'5時(shí)，控制器103控制自適應(yīng)控制電路102，并從判定 器109分別獲取各個(gè)天線元件100a d單個(gè)時(shí)的錯(cuò)誤率(步驟S6)。
這里，各個(gè)天線元件100a d單個(gè)時(shí)是指僅使天線元件100a d中的一個(gè)工作的狀態(tài)。例如，天線元件100a單個(gè)時(shí)是指僅使天線元件100a 工作而不使天線元件100b d工作。具體地，該情況下，將可變放大器104a 的增幅度設(shè)定為"1"且可變移相器105a的移相量為"0"，并設(shè)定可變放 大器104b d的增幅度為"0"。
最后，控制器103把自適應(yīng)控制合并輸出時(shí)的錯(cuò)誤率和各個(gè)天線元件 100a d單個(gè)時(shí)的接收信號(hào)的錯(cuò)誤率分別進(jìn)行比較，選擇最佳的錯(cuò)誤率，并 控制自適應(yīng)控制電路102，以使具有所選擇的最佳的錯(cuò)誤率的接收信號(hào)被接 收(步驟S7)。
此外，圖24中，在從步驟S5返回步驟S1，或從步驟S7返回步驟S1 的情況下，最好僅在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)待機(jī)。
如上所述，根據(jù)本發(fā)明的第3實(shí)施方式的自適應(yīng)天線裝置，利用4個(gè) 天線元件100a d邊進(jìn)行自適應(yīng)控制邊檢查錯(cuò)誤率，并在錯(cuò)誤率為未滿規(guī) 定的閾值時(shí)，測定各個(gè)天線元件100a d單個(gè)時(shí)的各個(gè)接收信號(hào)的錯(cuò)誤率， 并控制自適應(yīng)控制電路102，以使具有最佳的錯(cuò)誤率的接收信號(hào)被接收。這 樣，通過進(jìn)行自適應(yīng)控制和各個(gè)天線元件單個(gè)時(shí)的切換控制，能夠始終選 擇具有最佳的信號(hào)完整性的接收信號(hào)。
(第4實(shí)施方式)
圖25是本發(fā)明的第4實(shí)施方式所涉及的選擇分集天線裝置的構(gòu)成示意 圖。圖25中，第4實(shí)施方式所涉及的選擇分集天線裝置具備2個(gè)天線元 件201及202、 2個(gè)處理電路203及204、信號(hào)完整性監(jiān)測電路207以及選 擇電路208。該2個(gè)天線元件201及202應(yīng)用了上述第1實(shí)施方式中所說明 的殼體天線20及1/4波長單端短路平板天線30。
首先，天線元件201及202所接收到的各個(gè)無線信號(hào)被分別輸入到處 理電路203及204。處理電路203對(duì)所輸入的無線信號(hào)執(zhí)行自適應(yīng)控制處理 后，輸出到檢波器205及信號(hào)完整性監(jiān)測電路207。在此，處理電路203 通過抑制所接收到的無線信號(hào)中的干涉波來保持良好的信號(hào)完整性。即在 延遲波或來自相鄰基站的同一信道干涉波到來的情況下具有很大效果。此 外，處理電路204對(duì)所輸入的無線信號(hào)執(zhí)行選擇分集處理后，輸出到檢波 器206及信號(hào)完整性監(jiān)測電路207。在此，處理電路204通過從天線元件 201 202分別所接收到的無線信號(hào)中選擇具有較大接收功率的無線信號(hào),來保持良好的信號(hào)完整性。即，在諸如衰減這樣接收功率的變動(dòng)大的情況 下將發(fā)揮很大效果。
這里，信號(hào)完整性監(jiān)測電路207對(duì)通過解調(diào)經(jīng)處理電路203進(jìn)行了自 適應(yīng)控制的無線信號(hào)而獲得的基帶信號(hào)的信號(hào)完整性，和經(jīng)處理電路204 進(jìn)行了選擇分集處理的無線信號(hào)的信號(hào)完整性進(jìn)行判定。然后，選擇電路 208基于信號(hào)完整性監(jiān)測電路207的判定結(jié)果，選擇來自于與具有更加良好 的信號(hào)完整性的信號(hào)對(duì)應(yīng)的檢波器205或206的基帶信號(hào)，并將所選擇的 基帶信號(hào)輸出到輸出端子209。
如上所述，根據(jù)本發(fā)明的第4實(shí)施方式的選擇分集天線裝置，能夠解 決移動(dòng)通信系統(tǒng)中導(dǎo)致接收信號(hào)的信號(hào)完整性降低的兩大要因，即干涉波 和衰減。
(第5實(shí)施方式)
圖26是本發(fā)明的第5實(shí)施方式的合并分集天線裝置的構(gòu)成示意圖。 圖26中，第5實(shí)施方式的合并分集天線裝置具備3個(gè)天線元件401a c、 可變放大器402a c、可變移相器403a c、信號(hào)合并器406、接收信號(hào)撿 波器404a c及控制器405。可變放大器402a c是具有正或負(fù)的增幅度的 放大器，并能夠作為衰減器動(dòng)作。該3個(gè)天線元件401a c中的任意2個(gè) 應(yīng)用了上述第1實(shí)施方式中所說明的殼體天線20及1/4波長單端短路平板 天線30。
圖26中，各個(gè)天線元件401a c所接收到的無線信號(hào)被分別輸入到可 變放大器402a c及接收信號(hào)檢波器404a c。各個(gè)接收信號(hào)檢波器404a c檢測出各個(gè)無線信號(hào)的相位及振幅，并將該檢測數(shù)據(jù)輸出到控制器405。 控制器405使用公知的適應(yīng)控制方法對(duì)可變放大器402a c的增幅度和可 變移相器403a c的移相量進(jìn)行控制，以使天線元件401a c所接收到的3 個(gè)無線信號(hào)以最大比合并。即， 一方面，可變放大器402a c對(duì)無線信號(hào) 實(shí)施與無線信號(hào)間的比率相應(yīng)的放大或衰減，另一方面，可變移相器403a c使無線信號(hào)的相位一致，并輸出到信號(hào)合并器406。信號(hào)合并器406通過 最大比合并將所輸入的3個(gè)無線信號(hào)進(jìn)行同相合并后，輸出到輸出端子 407。
如上所述，根據(jù)本發(fā)明的第5實(shí)施方式的合并分集天線裝置，能夠獲
24得穩(wěn)定的接收功率。
(第6實(shí)施方式)
圖27是本發(fā)明的第6實(shí)施方式的MIMO天線裝置的構(gòu)成示意圖。圖 27中，第6實(shí)施方式的MIMO天線裝置具備3個(gè)供電天線元件501a c、 模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換電路(A/D轉(zhuǎn)換電路)502、 MIMO解調(diào)電路503、信號(hào)電平比 較電路504、控制器505、無線發(fā)送電路506以及發(fā)送天線元件507。上述 3個(gè)供電天線元件501 a c中的任意2個(gè)應(yīng)用了上述第1實(shí)施方式中所說明 的殼體天線20及1/4波長單端短路平板天線30。
3個(gè)供電天線元件501a c用于從MIMO發(fā)送基站設(shè)備(圖未示)分別 接收以規(guī)定的MIMO調(diào)制方式而發(fā)送的3個(gè)不同的無線信號(hào)。供電天線元 件501a c將所接收到的各個(gè)無線信號(hào)輸入到A/D轉(zhuǎn)換電路502。 A/D轉(zhuǎn) 換電路502具備分別與所輸入的各個(gè)無線信號(hào)相對(duì)應(yīng)的3個(gè)A/D轉(zhuǎn)換器， 通過這些A/D轉(zhuǎn)換器對(duì)各個(gè)無線信號(hào)個(gè)別地執(zhí)行A/D轉(zhuǎn)換處理，并將處理 后的各個(gè)信號(hào)(以下稱接收信號(hào))分別輸出到MIMO解調(diào)電路503和信號(hào)電 平比較電路504。
MIMO解調(diào)電路503對(duì)3個(gè)接收信號(hào)執(zhí)行MIMO解調(diào)處理后，輸出1 個(gè)解調(diào)信號(hào)。信號(hào)電平比較電路504對(duì)3個(gè)接收信號(hào)的信號(hào)電平進(jìn)行相互 比較，并將比較結(jié)果的信息輸出到控制器505。控制器505根據(jù)MIMO適 應(yīng)控制處理的結(jié)果，也可以變更MIMO發(fā)送端基站設(shè)備及MIMO解調(diào)電路 503中所使用的MIMO通信方式。即，控制器505利用無線發(fā)送電路506 及發(fā)送天線元件507，發(fā)送請(qǐng)求MIMO發(fā)送端基站設(shè)備變更MIMO發(fā)送端 基站設(shè)備中的MIMO調(diào)制方式的控制信號(hào)，并同時(shí)使MIMO解調(diào)電路503 中所使用的MIMO解調(diào)方式變更。
第6實(shí)施方式的MIMO天線裝置最好根據(jù)需要，在A/D轉(zhuǎn)換電路502 的前段設(shè)置用于從供電天線元件501a c所接收到的各個(gè)無線信號(hào)中分離 規(guī)定頻率的信號(hào)的高頻濾波器，及用于放大信號(hào)的高頻放大器。此外，第6 實(shí)施方式的MIMO天線裝置最好根據(jù)需要，在MIMO解調(diào)電路503的前段 設(shè)置用于轉(zhuǎn)換由A/D轉(zhuǎn)換電路502輸出的各個(gè)接收信號(hào)的頻率的混頻電路 等高頻電路、中頻電路及信號(hào)處理電路等。此外，為了簡化說明，本申請(qǐng) 的說明書及附圖中省略了上述構(gòu)成要素。工業(yè)實(shí)用性
本發(fā)明能夠應(yīng)用于具備MIMO天線或自適應(yīng)陣列天線的無線通信設(shè)備
等，尤其適用于使用了手機(jī)等的移動(dòng)通信中，為了使通信容量增大來實(shí)現(xiàn) 高速通信的同時(shí)保持良好的通信品質(zhì)而進(jìn)行控制的情況。
權(quán)利要求
1.一種便攜式無線通信裝置，具備多個(gè)天線元件，并且包括第1導(dǎo)體部；第2導(dǎo)體部，與所述第1導(dǎo)體部以規(guī)定的間隔平行地設(shè)置；短路導(dǎo)體部，將所述第1導(dǎo)體部的一端部和與該一端部正對(duì)的所述第2導(dǎo)體部的一端部電連接；接地導(dǎo)體部，與所述第1導(dǎo)體部僅間隔規(guī)定的距離；及無線通信電路；經(jīng)由設(shè)置于所述第1導(dǎo)體部和所述接地導(dǎo)體部之間的第1供電部，將所述第1導(dǎo)體部上的第1供電點(diǎn)和所述無線通信電路連接，從而使所述第1導(dǎo)體部及所述接地導(dǎo)體部作為第1天線元件工作；經(jīng)由設(shè)置于所述第1導(dǎo)體部和所述第2導(dǎo)體部之間的第2供電部，將所述第2導(dǎo)體部上的第2供電點(diǎn)和所述無線通信電路連接，從而使所述第1導(dǎo)體部、所述第2導(dǎo)體部及所述短路導(dǎo)體部作為第2天線元件工作。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的便攜式無線通信裝置，其特征在于-將從所述第2導(dǎo)體部中連接所述短路導(dǎo)體部的一端部到與該一端部正對(duì)的開放端部的、且通過所述第2供電點(diǎn)的路徑長度，與所述短路導(dǎo)體部的長度的合計(jì)長度設(shè)定為通信信號(hào)波長的1/4，使所述第2天線元件作為1/4波長單端短路平板天線工作，其中，所述短路導(dǎo)體部連接所述第1導(dǎo)體部和所述第2導(dǎo)體部。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的便攜式無線通信裝置，其特征在于將由導(dǎo)電性材料形成的所述便攜式無線通信裝置的殼體的一部分用作所述第1導(dǎo)體部。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的便攜式無線通信裝置，其特征在于所述無線通信電路安裝于所述第1導(dǎo)體部上。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的便攜式無線通信裝置，其特征在于，還具備自適應(yīng)控制電路，對(duì)所述第1及第2天線元件所接收到的無線信號(hào)分別執(zhí)行自適應(yīng)控制處理，并合并經(jīng)自適應(yīng)控制后的無線信號(hào)；解調(diào)電路，解調(diào)所述合并后的無線信號(hào)的同時(shí)，分別對(duì)所述第1天線元件單個(gè)所接收到的無線信號(hào)及所述第2天線元件單個(gè)所接收到的無線信號(hào)進(jìn)行解調(diào)；及裝置控制電路，對(duì)解調(diào)所述合并后的無線信號(hào)后得到的信號(hào)完整性，與解調(diào)所述第1及第2天線元件所接收到的無線信號(hào)后得到的各個(gè)信號(hào)完整性進(jìn)行比較，并控制所述自適應(yīng)控制電路，以使具有通過所述比較而判斷的最佳的信號(hào)完整性的無線信號(hào)被接收。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的便攜式無線通信裝置，其特征在于，還具備第1處理電路，對(duì)所述第1及第2天線元件所接收到的無線信號(hào)執(zhí)行自適應(yīng)控制處理；第2處理電路，對(duì)所述第1及第2天線元件所接收到的無線信號(hào)執(zhí)行選擇分集處理；及選擇電路，對(duì)從所述第1處理電路輸出的無線信號(hào)的信號(hào)完整性和從所述第2處理電路輸出的無線信號(hào)的信號(hào)完整性進(jìn)行比較，選擇并輸出具有良好的信號(hào)完整性的信號(hào)。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的便攜式無線通信裝置，其特征在于，還具備-自適應(yīng)控制電路，對(duì)所述第1及第2天線元件所接收到的無線信號(hào)分別執(zhí)行自適應(yīng)控制處理，并合并經(jīng)自適應(yīng)控制后的無線信號(hào)；及裝置控制電路，檢測出所述第1及第2天線元件所接收到的各個(gè)無線信號(hào)的相位及振幅，并控制所述自適應(yīng)控制電路，以對(duì)無線信號(hào)進(jìn)行最大比合并。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的便攜式無線通信裝置，其特征在于還具備，多輸入多輸出解調(diào)電路，對(duì)所述第1及第2天線元件所接收到的無線 信號(hào)分別執(zhí)行多輸入多輸出解調(diào)處理，并輸出l個(gè)解調(diào)信號(hào)。
9. 一種便攜式無線通信裝置，具備多個(gè)天線元件，并且包括第1導(dǎo)體部；第2導(dǎo)體部，與所述第1導(dǎo)體部以規(guī)定的間隔平行地設(shè)置；設(shè)置于所述第1導(dǎo)體部的一端部和與該一端部正對(duì)的所述第2導(dǎo)體部 的一端部之間的、電感器與電容器并聯(lián)連接的第1并聯(lián)諧振電路；設(shè)置于所述第1導(dǎo)體部的另一端部和與該另一端部正對(duì)的所述第2導(dǎo) 體部的另一端部之間的、電感器與電容器并聯(lián)連接的第2并聯(lián)諧振電路；接地導(dǎo)體部，與所述第1導(dǎo)體部僅間隔規(guī)定的距離；及無線通信電路;所述第1并聯(lián)諧振電路，使所述第1導(dǎo)體部和所述第2導(dǎo)體部針對(duì)第1 頻率的信號(hào)進(jìn)行電連接，而針對(duì)第2頻率的信號(hào)斷開電連接；所述第2并聯(lián)諧振電路，使所述第1導(dǎo)體部和所述第2導(dǎo)體部針對(duì)第1 頻率的信號(hào)斷開電連接，而針對(duì)第2頻率的信號(hào)進(jìn)行電連接；經(jīng)由設(shè)置于所述第1導(dǎo)體部和所述接地導(dǎo)體部之間的第1供電部，將 所述第1導(dǎo)體部上的第1供電點(diǎn)和所述無線通信電路連接，從而使所述第1 導(dǎo)體部及所述接地導(dǎo)體部作為第1天線元件工作；經(jīng)由設(shè)置于所述第1導(dǎo)體部和所述第2導(dǎo)體部之間的第2供電部，將 所述第2導(dǎo)體部上的第2供電點(diǎn)和所述無線通信電路連接，從而使所述第1 導(dǎo)體部、所述第2導(dǎo)體部及所述第1及第2并聯(lián)諧振電路作為第2天線元 件工作。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的便攜式無線通信裝置，其特征在于， 還具備自適應(yīng)控制電路，對(duì)所述第1及第2天線元件所接收到的無線信號(hào)分 別執(zhí)行自適應(yīng)控制處理，并合并經(jīng)自適應(yīng)控制后的無線信號(hào)；解調(diào)電路，解調(diào)所述合并后的無線信號(hào)的同時(shí)，分別對(duì)所述第1天線元件單個(gè)所接收到的無線信號(hào)及所述第2天線元件單個(gè)所接收到的無線信 號(hào)進(jìn)行解調(diào)；及裝置控制電路，對(duì)解調(diào)所述合并后的無線信號(hào)后得到的信號(hào)完整性， 與解調(diào)所述第1及第2天線元件所接收到的無線信號(hào)后得到的各個(gè)信號(hào)完 整性進(jìn)行比較，并控制所述自適應(yīng)控制電路，以使具有通過所述比較而判 斷的最佳的信號(hào)完整性的無線信號(hào)被接收。
11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的便攜式無線通信裝置，其特征在于， 還具備第1處理電路，對(duì)所述第1及第2天線元件所接收到的無線信號(hào)執(zhí)行 自適應(yīng)控制處理；第2處理電路，對(duì)所述第1及第2天線元件所接收到的無線信號(hào)執(zhí)行 選擇分集處理；及選擇電路，對(duì)從所述第1處理電路輸出的無線信號(hào)的信號(hào)完整性和從 所述第2處理電路輸出的無線信號(hào)的信號(hào)完整性進(jìn)行比較，選擇并輸出具 有良好的信號(hào)完整性的信號(hào)。
12. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的便攜式無線通信裝置，其特征在于， 還具備自適應(yīng)控制電路，對(duì)所述第1及第2天線元件所接收到的無線信號(hào)分 別執(zhí)行自適應(yīng)控制處理，并合并經(jīng)自適應(yīng)控制后的無線信號(hào)；及裝置控制電路，檢測出所述第1及第2天線元件所接收到的各個(gè)無線 信號(hào)的相位及振幅，并控制所述自適應(yīng)控制電路，以對(duì)無線信號(hào)進(jìn)行最大 比合并。
13. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的便攜式無線通信裝置，其特征在于， 還具備多輸入多輸出解調(diào)電路，對(duì)所述第1及第2天線元件所接收到的無線 信號(hào)分別執(zhí)行多輸入多輸出解調(diào)處理，并輸出1個(gè)解調(diào)信號(hào)。
14. 一種便攜式無線通信裝置，具備多個(gè)天線元件，并且包括-第1導(dǎo)體部；第2導(dǎo)體部，與所述第1導(dǎo)體部以規(guī)定的間隔平行地設(shè)置； 第1開關(guān)電路，設(shè)置于所述第1導(dǎo)體部的一端部和與該一端部正對(duì)的、 所述第2導(dǎo)體部的一端部之間；第2開關(guān)電路，設(shè)置于所述第1導(dǎo)體部的另一端部和與該另一端部正對(duì)的、所述第2導(dǎo)體部的另一端部之間；接地導(dǎo)體部，與所述第1導(dǎo)體部僅間隔規(guī)定的距離； 無線通信電路；及控制部，在接收第1頻率的信號(hào)時(shí)，使所述第1開關(guān)電路短路，并使 所述第2開關(guān)電路開路，在接收第2頻率的信號(hào)時(shí)，使所述第1開關(guān)電路 開路，并使所述第2開關(guān)電路短路；經(jīng)由設(shè)置于所述第1導(dǎo)體部和所述接地導(dǎo)體部之間的第1供電部，將 所述第1導(dǎo)體部上的第1供電點(diǎn)和所述無線通信電路連接，從而使所述第1 導(dǎo)體部及所述接地導(dǎo)體部作為第1天線元件工作；經(jīng)由設(shè)置于所述第1導(dǎo)體部和所述第2導(dǎo)體部之間的第2供電部，將 所述第2導(dǎo)體部上的第2供電點(diǎn)和所述無線通信電路連接，從而使所述第1 導(dǎo)體部、所述第2導(dǎo)體部及所述第1及第2開關(guān)電路作為第2天線元件工 作。
15. 根據(jù)權(quán)利要求14所述的便攜式無線通信裝置，其特征在于， 還具備自適應(yīng)控制電路，對(duì)所述第1及第2天線元件所接收到的無線信號(hào)分 別執(zhí)行自適應(yīng)控制處理，并合并經(jīng)自適應(yīng)控制后的無線信號(hào)；解調(diào)電路，解調(diào)所述合并后的無線信號(hào)的同時(shí)，分別對(duì)所述第1天線 元件單個(gè)所接收到的無線信號(hào)及所述第2天線元件單個(gè)所接收到的無線信 號(hào)進(jìn)行解調(diào)；及裝置控制電路，對(duì)解調(diào)所述合并后的無線信號(hào)后得到的信號(hào)完整性， 與解調(diào)所述第1及第2天線元件所接收到的無線信號(hào)后得到的各個(gè)信號(hào)完 整性進(jìn)行比較，并控制所述自適應(yīng)控制電路，以使具有通過所述比較而判斷的最佳的信號(hào)完整性的無線信號(hào)被接收。
16. 根據(jù)權(quán)利要求14所述的便攜式無線通信裝置，其特征在于， 還具備第1處理電路，對(duì)所述第1及第2天線元件所接收到的無線信號(hào)執(zhí)行 自適應(yīng)控制處理；第2處理電路，對(duì)所述第1及第2天線元件所接收到的無線信號(hào)執(zhí)行 選擇分集處理；及選擇電路，對(duì)從所述第1處理電路輸出的無線信號(hào)的信號(hào)完整性和從 所述第2處理電路輸出的無線信號(hào)的信號(hào)完整性進(jìn)行比較，選擇并輸出具 有良好的信號(hào)完整性的信號(hào)。
17. 根據(jù)權(quán)利要求14所述的便攜式無線通信裝置，其特征在于， 還具備自適應(yīng)控制電路，對(duì)所述第1及第2天線元件所接收到的無線信號(hào)分 別執(zhí)行自適應(yīng)控制處理，并合并經(jīng)自適應(yīng)控制后的無線信號(hào)；及裝置控制電路，檢測出所述第1及第2天線元件所接收到的各個(gè)無線 信號(hào)的相位及振幅，并控制所述自適應(yīng)控制電路，以對(duì)無線信號(hào)進(jìn)行最大 比合并。
18. 根據(jù)權(quán)利要求14所述的便攜式無線通信裝置，其特征在于， 還具備多輸入多輸出解調(diào)電路，對(duì)所述第1及第2天線元件所接收到的無線 信號(hào)分別執(zhí)行多輸入多輸出解調(diào)處理，并輸出l個(gè)解調(diào)信號(hào)。
全文摘要
一種便攜式無線通信裝置，其中，殼體天線20具備第1導(dǎo)體部7、接地導(dǎo)體部9以及第1供電部2；第1導(dǎo)體部7是折疊式手機(jī)的上部殼體的底板；接地導(dǎo)體部9是折疊式手機(jī)的下部殼體的底板；1/4波長單端短路平板天線30具備第1導(dǎo)體部7、第2導(dǎo)體部8、短路導(dǎo)體部10以及第2供電部3；第1供電部2是殼體天線20的供電部；第2供電部3是1/4波長單端短路平板天線30的供電部；第1供電部2及第2供電部3與無線通信電路4連接，實(shí)現(xiàn)無線通信。
文檔編號(hào)H01Q3/24GK101569105SQ20088000126
公開日2009年10月28日 申請(qǐng)日期2008年9月30日 優(yōu)先權(quán)日2007年10月2日
發(fā)明者坂田勉, 小柳芳雄, 山本溫, 巖井浩, 林俊光 申請(qǐng)人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會(huì)社