專利名稱：便攜式無線裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及便攜式無線裝置，尤其涉及使可以在寬帶內(nèi)獲得匹配，并且可以在窄帶內(nèi)獲得匹配的頻率可變的便攜式無線裝置。
背景技術(shù)：
以往，已知有如下便攜式無線裝置設(shè)置多個將50 Ω的特性阻抗進行匹配的匹配電路，且通過對多個匹配電路進行切換而與寬帶配合(例如，專利文獻1)。根據(jù)專利文獻 1，通過使用二極管開關(guān)，且切換2種匹配電路和1個天線單元(antenna element)的連接， 來獲得2種頻率特性的匹配狀態(tài)，從而應(yīng)對寬帶無線系統(tǒng)。而且，專利文獻1以由50Ω的特性阻抗連接天線與無線單元為條件。而且，以往已知有如下便攜式無線終端，進行匹配以使天線的阻抗和放大器的輸入阻抗具有復(fù)共軛關(guān)系(例如，專利文獻2)。根據(jù)專利文獻2，通過在天線和晶體管之間設(shè)置并聯(lián)地接地連接的阻抗變換電路，可以在寬帶中進行匹配?，F(xiàn)有技術(shù)文獻專利文獻[專利文獻1]日本專利特開2007-325147號公報[專利文獻2]日本專利特開2007-295459號公報

發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明要解決的問題然而，在專利文獻1中，由于切換地使用進行50 Ω的特性阻抗匹配的多個匹配電路，所以，由各匹配電路匹配的頻率為窄帶。因此，專利文獻1中存在如下問題為了覆蓋寬帶需要增加匹配電路的數(shù)量，并且必須利用天線單元獲得寬帶特性。而且，在專利文獻1中存在如下問題當(dāng)可裝載的匹配電路的數(shù)量極限等而存在無法獲得匹配的頻率時，無法令使用未能匹配的頻率的無線系統(tǒng)動作。而且，在專利文獻2中存在如下問題由于無法變更可獲得匹配的頻率，所以，無法應(yīng)對匹配損耗較少的頻率或較多的頻率出現(xiàn)變化的情況。本發(fā)明的目的在于提供可以在寬帶內(nèi)靈敏度良好地進行接收，并且可以改變以高靈敏度接收的窄帶的便攜式無線裝置。解決問題的方案本發(fā)明的便攜式無線裝置采用如下結(jié)構(gòu)，包括天線；無線單元，對由所述天線接收到的信號進行解調(diào)處理或?qū)τ伤鎏炀€發(fā)送的信號進行調(diào)制處理；以及匹配電路，連接在所述天線和所述無線單元之間，進行匹配以使所述天線的阻抗和所述無線單元的阻抗具有復(fù)共軛關(guān)系，并且對進行所述匹配的多個不同頻帶的每一頻帶而設(shè)置多個。發(fā)明的效果根據(jù)本發(fā)明，可在寬帶內(nèi)靈敏度良好地進行接收，并且可以改變以高靈敏度接收的窄帶。


圖1是表示本發(fā)明實施方式1的便攜式無線裝置的結(jié)構(gòu)的方框圖。圖2是表示本發(fā)明實施方式1的匹配電路的結(jié)構(gòu)的第1例的方框圖。圖3是表示本發(fā)明實施方式1的匹配電路的結(jié)構(gòu)的第2例的方框圖。圖4是表示本發(fā)明實施方式1的匹配電路的結(jié)構(gòu)的第3例的方框圖。圖5是表示本發(fā)明實施方式1的匹配電路的結(jié)構(gòu)的第4例的方框圖。圖6是表示本發(fā)明實施方式1的匹配電路的結(jié)構(gòu)的第5例的方框圖。圖7是表示本發(fā)明實施方式1的便攜式無線裝置動作的圖。圖8是說明本發(fā)明實施方式1在史密斯圓圖中獲得復(fù)共軛關(guān)系的匹配的圖。圖9是表示以往的設(shè)置有多個匹配50 Ω的特性阻抗的匹配電路時的頻率和損耗之間的關(guān)系的圖。圖10是表示本發(fā)明實施方式1的頻率和損耗之間的關(guān)系的圖。圖11是表示以往的收視2信道的數(shù)字電視廣播時的失配損耗和頻率之間的關(guān)系的圖。圖12是表示本發(fā)明實施方式1的在收視2信道的數(shù)字電視廣播時的失配損耗和頻率之間的關(guān)系的圖。圖13是表示以往的匹配電路的個數(shù)和獲得匹配的頻帶之間的關(guān)系的圖。圖14是表示本發(fā)明實施方式1的匹配電路的個數(shù)和獲得匹配的頻帶之間的關(guān)系的圖。圖15是表示本發(fā)明實施方式2的便攜式無線裝置的結(jié)構(gòu)的方框圖。圖16是表示本發(fā)明實施方式3的便攜式無線裝置的結(jié)構(gòu)的方框圖。圖17是表示本發(fā)明實施方式3的可進行接收的第1無線系統(tǒng)和第2無線系統(tǒng)中的頻率和損耗之間的關(guān)系的圖。圖18是表示本發(fā)明實施方式4的便攜式無線裝置的結(jié)構(gòu)的方框圖。圖19是表示本發(fā)明實施方式4的史密斯圓圖中的第1無線系統(tǒng)和第2無線系統(tǒng)的阻抗匹配點的變化的圖。圖20是表示本發(fā)明實施方式5的便攜式無線裝置的結(jié)構(gòu)的方框圖。圖21是表示本發(fā)明實施方式5的匹配電路的結(jié)構(gòu)的方框圖。圖22是表示本發(fā)明實施方式6的便攜式無線裝置的結(jié)構(gòu)的方框圖。圖23是表示本發(fā)明實施方式6的匹配電路的結(jié)構(gòu)的第1例的方框圖。圖M是表示本發(fā)明實施方式6的匹配電路的結(jié)構(gòu)的第2例的方框圖。圖25是表示本發(fā)明實施方式6的匹配電路的結(jié)構(gòu)的第3例的方框圖。圖沈是表示本發(fā)明實施方式6的匹配電路的結(jié)構(gòu)的第4例的方框圖。圖27是表示本發(fā)明實施方式6的匹配電路的結(jié)構(gòu)的第5例的方框圖。
具體實施例方式以下，參照附圖詳細說明本發(fā)明的實施方式。(實施方式1)
圖1是表示本發(fā)明實施方式1的便攜式無線裝置100的結(jié)構(gòu)的方框圖。便攜式無線裝置100主要由天線101、開關(guān)單元102、匹配電路103-1 103-n(n 為任意的自然數(shù))、開關(guān)單元104和無線單元105構(gòu)成。以下，對各結(jié)構(gòu)進行詳細說明。天線101例如具有作為單極天線的功能，且包括四分之一波長以下的電長度的天線單元。而且，天線101接收規(guī)定的無線系統(tǒng)的信號并將其輸出至開關(guān)單元102。而且，天線101發(fā)送從開關(guān)單元102輸入的規(guī)定的無線系統(tǒng)的信號。開關(guān)單元102進行切換以將從天線101輸入的信號輸出至規(guī)定的匹配電路 103-1 103-n。而且，開關(guān)單元102以如下方式進行切換，即，選擇任一匹配電路103-1 103-n，并將從選擇的匹配電路103-1 103_n輸入的信號輸出至天線101。匹配電路103-1 103-n在開關(guān)單元102和開關(guān)單元104之間串聯(lián)連接，且對天線101和無線單元105的阻抗進行匹配。具體來說，匹配電路103-1 103-n進行匹配以使天線101的阻抗和無線單元105的輸入阻抗具有復(fù)共軛關(guān)系。此時，各匹配電路103-1 103-n進行匹配以在各不相同的頻率中獲得復(fù)共軛關(guān)系。因此，通過切換匹配電路103-1 103-n，能夠使獲得復(fù)共軛關(guān)系的頻率可變。而且，匹配電路103-1 103_n將從開關(guān)單元 102輸入的信號的阻抗進行變換并將其輸出至開關(guān)單元104。同樣地，匹配電路103-1 103-n進行匹配以使天線101的阻抗和無線單元105的輸出阻抗具有復(fù)共軛關(guān)系，且將從開關(guān)單元104輸入的信號的阻抗進行變換并將其輸出至開關(guān)單元102。開關(guān)單元104選擇任一匹配電路103-1 103_n，并進行切換以將從所選擇的匹配電路103-1 103-n輸入的信號輸出至無線單元105。而且，開關(guān)單元104進行切換以將從無線單元105輸入的信號輸出至規(guī)定的匹配電路103-1 103-n。而且，開關(guān)單元104選擇與在開關(guān)單元102中選擇的匹配電路103-1 103-n相同的匹配電路103-1 103_n。此夕卜，關(guān)于選擇匹配電路103-1 103-n的方法將在后面敘述。無線單元105獲取將從開關(guān)單元104輸入的信號進行解調(diào)處理并重疊在規(guī)定的頻率上的數(shù)據(jù)。而且，無線單元105進行將數(shù)據(jù)重疊在規(guī)定的頻率中的調(diào)制處理，并將調(diào)制后的信號輸出至開關(guān)單元104。此時，在無線單元105中，開關(guān)單元104側(cè)的輸入阻抗和輸出阻抗為復(fù)數(shù)的阻抗，且為高阻抗。接著，說明匹配電路103-1 103-n的結(jié)構(gòu)。此外，在以下的匹配電路103-1 103-n的結(jié)構(gòu)的說明中，僅說明匹配電路103-1的結(jié)構(gòu)，由于匹配電路103-2 103_n的結(jié)構(gòu)與匹配電路103-1的結(jié)構(gòu)相同，所以省略匹配電路103-2 103-n的結(jié)構(gòu)的說明。圖2是表示匹配電路103-1的結(jié)構(gòu)的第1例的方框圖。根據(jù)圖2，匹配電路103-1由元件201、元件202和元件203構(gòu)成。元件201 203
為電感器或電容器。元件201的一端連接到開關(guān)單元102，而且另一端連接到開關(guān)單元104。元件202并聯(lián)地接地連接在開關(guān)單元102和元件201之間。元件203并聯(lián)地接地連接在元件201和開關(guān)單元104之間。圖3是表示匹配電路103-1的結(jié)構(gòu)的第2例的方框圖。根據(jù)圖3，匹配電路103-1由元件301和元件302構(gòu)成。元件301、302為電感器或
電容器。元件301的一端連接到開關(guān)單元102，而且另一端連接到開關(guān)單元104。
元件302并聯(lián)地接地連接在開關(guān)單元102和元件301之間。圖4是表示匹配電路103-1的結(jié)構(gòu)的第3例的方框圖。根據(jù)圖4，匹配電路103-1由元件401和元件402構(gòu)成。元件401、402為電感器或
電容器。元件401的一端連接到開關(guān)單元102，而且另一端連接到開關(guān)單元104。元件402并聯(lián)地接地連接在元件401和開關(guān)單元104之間。圖5是表示匹配電路103-1的結(jié)構(gòu)的第4例的方框圖。根據(jù)圖5，匹配電路103-1由元件501和元件502構(gòu)成。元件501、502為電感器或
電容器。元件501并聯(lián)地接地連接在開關(guān)單元102和開關(guān)單元104之間。元件502并聯(lián)地接地連接在開關(guān)單元102和開關(guān)單元104之間，并且與元件501 并聯(lián)地接地連接。圖6是表示匹配電路103-1的結(jié)構(gòu)的第5例的方框圖。根據(jù)圖6，匹配電路103-1由元件601構(gòu)成。元件601為電感器或電容器。元件601并聯(lián)地接地連接在開關(guān)單元102和開關(guān)單元104之間。以上，結(jié)束便攜式無線裝置100的結(jié)構(gòu)的說明。接著，使用圖7說明便攜式無線裝置100的動作。圖7是表示便攜式無線裝置100 的動作的圖。此外，圖7表示接收數(shù)字電視廣播時的便攜式無線裝置100的動作。便攜式無線裝置100預(yù)先保持有存儲數(shù)字電視廣播的所有信道中使用各匹配電路103-1 103-n時的匹配損耗的表。首先，便攜式無線裝置100開始用于接收數(shù)字電視廣播的動作(步驟ST701)。接著，開關(guān)單元102和開關(guān)單元104進行切換以與數(shù)字電視廣播的各信道的整個頻帶內(nèi)平均匹配損耗為最小的匹配電路103-1 103-n連接(步驟ST702)。接著，當(dāng)僅1信道的收視時(步驟ST703)，開關(guān)單元102和開關(guān)單元104進行切換以與在收視信道的頻率中匹配損耗的合計為最小的匹配電路103-1 103-n連接(步驟 ST704)。接著，當(dāng)結(jié)束收視(步驟ST705)后，開關(guān)單元102和開關(guān)單元104進行切換以與在數(shù)字電視廣播的各信道的整個頻帶內(nèi)平均匹配損耗為最小的匹配電路103-1 103-n連接(步驟ST706)。而且，當(dāng)進行2信道收視時(步驟ST707)，開關(guān)單元102和開關(guān)單元104以如下方式進行切換，即，與正在主要收視的信道的頻率中的匹配損耗小于除此以外正在收視的信道的頻率中的匹配損耗，且兩信道的匹配損耗的合計為最小的匹配電路103-1 103-n連接(步驟ST708)。接著，當(dāng)結(jié)束收視(步驟ST709)后，開關(guān)單元102和開關(guān)單元104進行切換以與數(shù)字電視廣播的各信道的整個頻帶內(nèi)平均匹配損耗為最小的匹配電路103-1 103-n連接 (步驟 ST706)。而且，在步驟ST706中，當(dāng)進行切換以與數(shù)字電視廣播的各信道的整個頻帶內(nèi)平均匹配損耗為最小的匹配電路103-1 103-n連接后，便攜式無線裝置100結(jié)束數(shù)字電視廣播的動作(步驟ST710)。以上，結(jié)束便攜式無線裝置100的動作的說明。
圖8是說明在史密斯圓圖中獲得復(fù)共軛關(guān)系的匹配的圖。所謂獲得復(fù)共軛關(guān)系的匹配是指在相對50 Ω的特性阻抗，VSWR(Voltage Standing Wave Ratio，電壓駐波比)為 5以上的阻抗的范圍(圖8的斜線的范圍rl)內(nèi)，在期望頻率中，存在無線單元105的輸入阻抗或輸出阻抗與天線101的阻抗的匹配點。接著，使用圖9 圖14說明本實施方式相對于以往的優(yōu)勢。圖9是表示以往的設(shè)置有多個對50Ω特性阻抗進行匹配的匹配電路時的頻率和損耗之間的關(guān)系的圖。圖10是表示本實施方式的頻率和損耗之間的關(guān)系的圖。圖11是表示以往的收視2信道數(shù)字電視廣播時的失配損耗和頻率之間的關(guān)系的圖。圖12是表示收視本實施方式的2信道數(shù)字電視廣播時的失配損耗和頻率之間的關(guān)系的圖。圖13是表示以往的匹配電路的個數(shù)和獲得匹配的頻帶之間的關(guān)系的圖。圖14是表示本實施方式的匹配電路103-1 103-n的個數(shù)和獲得匹配的頻帶之間的關(guān)系的圖。以往，因如圖9所示，由于無法改變頻率特性，所以難以適當(dāng)?shù)貞?yīng)對匹配損耗較多的頻率和匹配損耗較少的頻率。另一方面，如圖10所示，本實施方式可在寬帶內(nèi)獲得匹配， 并且能夠使可獲得匹配的至少1個窄帶的頻率由頻率π變?yōu)轭l率f2，或者由頻率f2變?yōu)轭l率Π。而且，如圖11所示，以往獲得X信道和Y信道的匹配的頻率為窄帶。因此，以往在物體接近天線周邊等而使阻抗產(chǎn)生變化，導(dǎo)致失配狀態(tài)的情況下，靈敏度會大幅度地劣化。 另一方面，如圖12所示，本實施方式獲得X信道和Y信道的匹配的頻率為寬帶。因此，本實施方式中，當(dāng)物體接近天線周邊等時能夠防止靈敏度的大幅度劣化。而且，本實施方式能夠?qū)?shù)字電視廣播的整個頻帶維持規(guī)定的匹配損耗(靈敏度)。由此，在顯示所有信道的廣播的情況、選擇信道時等進行短時間內(nèi)連續(xù)地切換信道的跳過廣告節(jié)目(zapping)的情況、 掃描(scanning)所有信道的情況、或者使2個調(diào)諧器同時動作的情況下，能夠防止靈敏度的極度劣化。而且，在本實施方式中，通過對正在主要收視的信道的頻率進行使匹配峰值一致的頻率調(diào)諧，能夠?qū)φ谥饕找暤男诺琅c數(shù)字電視廣播的整個頻帶進行最佳的靈敏度分配。而且，以往如圖13所示，在數(shù)字電視廣播的整個頻帶即470MHz 770MHz內(nèi)，使失配損耗為IOdB以下時，為了獲得(1) (7)的匹配而需要7個匹配電路。另一方面，如圖 14所示，在相同的條件下，本實施方式為了獲得(1) (3)的匹配而設(shè)置3個匹配電路即可。這樣，根據(jù)本實施方式，通過設(shè)置多個以具有復(fù)共軛關(guān)系的方式進行匹配的匹配電路，并且在各匹配電路中使可匹配的頻率不同，能夠在寬帶內(nèi)靈敏度良好地進行接收，并且能夠改變以高靈敏度接收的窄帶。因此，根據(jù)本實施方式，在接收數(shù)字電視廣播等的多個信道的信號時，能夠靈敏度良好地接收所有信道的信號，并且能夠以高靈敏度接收主要收視的信道的信號。而且，根據(jù)本實施方式，由于在寬帶內(nèi)取得匹配時能夠比以往減少匹配電路的數(shù)量，所以能夠降低制造成本，并且能夠使便攜式無線裝置小型化和薄型化。(實施方式2)圖15是表示本發(fā)明實施方式2的便攜式無線裝置1500的結(jié)構(gòu)的方框圖。便攜式無線裝置1500主要由天線1501、開關(guān)單元1502、匹配電路1503-1 1503-n、開關(guān)單元1504、放大器1505和無線單元1506構(gòu)成。便攜式無線裝置1500通過設(shè)置放大器1505而具有專用于接收的功能。以下，詳細說明各結(jié)構(gòu)。天線1501例如具有作為單極天線的功能，且包括四分之一波長以下的電長度的天線單元。而且，天線1501接收規(guī)定的無線系統(tǒng)的信號并輸出至開關(guān)單元1502。開關(guān)單元1502進行切換以將從天線1501輸入的信號輸出至規(guī)定的匹配電路 1503-1 1503-n。匹配電路1503-1 1503-n串聯(lián)連接在開關(guān)單元1502和開關(guān)單元1504之間，且對天線1501和放大器1505的阻抗進行匹配。具體來說，匹配電路1503-1 1503-n進行匹配以使天線1501的阻抗和放大器1505的輸入阻抗具有復(fù)共軛關(guān)系。此時，各匹配電路 1503-1 1503-n進行匹配以在各不相同的頻率中獲得復(fù)共軛關(guān)系。因此，通過切換匹配電路1503-1 1503-n，能夠使獲得復(fù)共軛關(guān)系的頻率可變。而且，匹配電路1503-1 1503-n 將從開關(guān)單元1502輸入的信號的阻抗進行變換并將其輸出至開關(guān)單元1504。開關(guān)單元1504選擇任一匹配電路1503-1 1503_n，并進行切換以將從所選擇的匹配電路1503-1 1503-n輸入的信號輸出至放大器1505。而且，開關(guān)單元1504選擇與在開關(guān)單元1502中選擇的匹配電路1503-1 1503-n相同的匹配電路1503-1 1503-n。放大器1505將從開關(guān)單元1504輸入的信號放大并將其輸出至無線單元1506。 此時，在放大器1505中，輸入阻抗為復(fù)數(shù)的阻抗，輸出阻抗為特性阻抗。而且，放大器 1505優(yōu)選在便攜式無線裝置1500中使用的頻率中為高增益和低噪音指數(shù)(低NF(Noise Factor))0無線單元1506將從放大器1505輸入的信號解調(diào)，獲取重疊在規(guī)定的頻率中的數(shù)據(jù)。以上，結(jié)束便攜式無線裝置1500的結(jié)構(gòu)的說明。此外，由于便攜式無線裝置1500的動作與圖7相同，且本實施方式相對于以往的優(yōu)勢與圖9 圖14中說明的內(nèi)容相同，所以省略它們的說明。這樣，根據(jù)本實施方式，在接收專用的便攜式無線裝置中，通過設(shè)置多個以具有復(fù)共軛關(guān)系的方式進行匹配的匹配電路，并且在各匹配電路中使可匹配的頻率不同，從而能夠在寬帶內(nèi)靈敏度良好地進行接收，同時在期望的特定的窄帶變化的情況下能夠靈敏度良好地進行接收。而且，根據(jù)本實施方式，由于在寬帶內(nèi)取得匹配時，能夠比以往減少匹配電路的數(shù)量，所以能夠降低制造成本，并且能夠使便攜式無線裝置小型化和薄型化。(實施方式3)圖16是表示本發(fā)明實施方式3的便攜式無線裝置1600的結(jié)構(gòu)的方框圖。圖16所示的便攜式無線裝置1600相對于圖15所示實施方式2的便攜式無線裝置1500，去除了無線單元1506，且追加了第1無線單元1601和第2無線單元1602。此外， 在圖16中，對與圖15相同結(jié)構(gòu)的部分附加相同的標(biāo)號，且省略其說明。便攜式無線裝置1600主要由天線1501、開關(guān)單元1502、匹配電路1503-1 1503-n、開關(guān)單元1504、放大器1505、第1無線單元1601和第2無線單元1602構(gòu)成。便攜式無線裝置1600通過設(shè)置放大器1505而具有接收專用的功能。以下，在本實施方式中，對與上述實施方式2不同的結(jié)構(gòu)進行詳細說明。放大器1505將從開關(guān)單元1504輸入的信號放大并將其輸出至第1無線單元1601 和第2無線單元1602。此時，在放大器1505中，輸入阻抗為復(fù)數(shù)的阻抗，輸出阻抗為特性阻抗。而且，放大器1505優(yōu)選在便攜式無線裝置1600中使用的頻率中為高增益和低噪音指數(shù)(低NF)。第1無線單元1601將從放大器1505輸入的信號解調(diào)，獲取第1無線系統(tǒng)的數(shù)據(jù)。 例如，第1無線單元1601將作為第1無線系統(tǒng)的GPS (Global Positioning System,全球定位系統(tǒng))系統(tǒng)的信號解調(diào)，獲取位置數(shù)據(jù)。第2無線單元1602將從放大器1505輸入的信號解調(diào)，獲取與第1無線系統(tǒng)不同的第2無線系統(tǒng)的數(shù)據(jù)。例如，第2無線單元1602將作為第2無線系統(tǒng)的數(shù)字電視廣播的信號解調(diào)，獲取數(shù)字電視廣播的數(shù)據(jù)。圖17是表示便攜式無線裝置1600中可接收的第1無線系統(tǒng)和第2無線系統(tǒng)中的頻率和損耗之間的關(guān)系的圖。此外，在圖17中，以將第1無線系統(tǒng)設(shè)為GPS系統(tǒng)，將第2無線系統(tǒng)設(shè)為數(shù)字電視廣播(DTV(Digital Television))的情況為例進行說明。如圖17所示，便攜式無線裝置1600能夠在包含GPS系統(tǒng)中使用的頻率flO和數(shù)字電視廣播中使用的頻率f20兩者的寬帶內(nèi)取得匹配，并且能夠使獲得數(shù)字電視廣播的匹配的頻帶可變。此外，由于便攜式無線裝置1600的動作與圖7相同，并且本實施方式相對于以往的優(yōu)勢與圖9 圖14中說明的內(nèi)容相同，所以省略它們的說明。這樣，根據(jù)本實施方式，在可使用多個無線系統(tǒng)的便攜式無線裝置中，通過設(shè)置多個以具有復(fù)共軛關(guān)系的方式進行匹配的匹配電路，并且使在各匹配電路中可匹配的頻率不同，從而能夠在寬帶內(nèi)靈敏度良好地進行接收，并且在期望的特定的窄帶變化的情況下能夠靈敏度良好地進行接收。而且，根據(jù)本實施方式，由于在寬帶內(nèi)取得匹配時，能夠比以往減少匹配電路的數(shù)量，所以能夠降低制造成本，并且能夠使便攜式無線裝置小型化和薄型化。此外，在本實施方式中，通過設(shè)置放大器而專用于接收，但本發(fā)明并不限定于此， 也可通過刪除放大器而進行發(fā)送和接收兩方。(實施方式4)圖18是表示本發(fā)明實施方式4的便攜式無線裝置1800的結(jié)構(gòu)的方框圖。便攜式無線裝置1800主要由天線1801、開關(guān)單元1802、匹配電路1803-1 1803-n、開關(guān)單元1804、放大器1805、第1無線單元1806和第2無線單元1807構(gòu)成。以下， 詳細說明各結(jié)構(gòu)。天線1801例如具有作為單極天線的功能，且包括四分之一波長以下的電長度的天線單元。而且，天線1801接收第1無線系統(tǒng)和第2無線系統(tǒng)的信號并將它們輸出至開關(guān)單元1802。而且，天線1801發(fā)送從開關(guān)單元1802輸入的第2無線系統(tǒng)的信號。開關(guān)單元1802進行切換以將從天線1801輸入的信號輸出至規(guī)定的匹配電路 1803-1 1803-n。而且，開關(guān)單元1802選擇任一匹配電路1803-1 1803_n，并進行切換以將從所選擇的匹配電路1803-1 1803-n輸入的信號輸出至天線1801。匹配電路1803-1 1803-n在開關(guān)單元1802和開關(guān)單元1804之間串聯(lián)連接，且將天線1801和放大器1805的阻抗、以及天線1801和第2無線單元1807的阻抗進行匹配。 具體來說，匹配電路1803-1 1803-n進行匹配以使天線1801的阻抗和放大器1805的輸入阻抗具有復(fù)共軛關(guān)系，并且使天線1801的阻抗和第2無線單元1807的輸入阻抗具有復(fù)共軛關(guān)系。此時，各匹配電路1803-1 1803-n進行匹配以在各不相同的頻率中獲得復(fù)共軛關(guān)系。因此，通過切換匹配電路1803-1 1803-n，能夠使獲得復(fù)共軛關(guān)系的頻率可變。 而且，匹配電路1803-1 1803-n將從開關(guān)單元1802輸入的信號的阻抗進行變換并輸出至開關(guān)單元1804。同樣地，匹配電路1803-1 1803-n進行匹配以使天線1801的阻抗和第2 無線單元1807的輸出阻抗具有復(fù)共軛關(guān)系，并將從開關(guān)單元1804輸入的信號的阻抗進行變換并輸出至開關(guān)單元1802。開關(guān)單元1804選擇任一匹配電路1803-1 1803_n，并進行切換以將從所選擇的匹配電路1803-1 1803-n輸入的信號輸出至放大器1805和第2無線單元1807。而且，開關(guān)單元1804進行切換以將從第2無線單元1807輸入的信號輸出至規(guī)定的匹配電路1803-1 1803-n。而且，開關(guān)單元1804選擇與在開關(guān)單元1802中選擇的匹配電路1803-1 1803-n 相同的匹配電路1803-1 1803-n。放大器1805將從開關(guān)單元1804輸入的信號放大并將其輸出至第1無線單元 1806。此時，在放大器1805中，輸入阻抗為復(fù)數(shù)的阻抗，輸出阻抗為特性阻抗。而且，放大器1805優(yōu)選在便攜式無線裝置1800中使用的頻率中為高增益和低噪音指數(shù)(低NF)。第1無線單元1806將從放大器1805輸入的信號解調(diào)，獲取第1無線系統(tǒng)的數(shù)據(jù)。 例如，第1無線單元1806將作為第1無線系統(tǒng)的數(shù)字電視廣播的信號解調(diào)，獲取數(shù)字電視廣播的數(shù)據(jù)。第2無線單元1807將從開關(guān)單元1804輸入的信號解調(diào)，獲取第2無線系統(tǒng)的數(shù)據(jù)。而且，第2無線單元1807進行將數(shù)據(jù)重疊在第2無線系統(tǒng)的頻率中的調(diào)制，并將調(diào)制了的信號輸出至開關(guān)單元1804。此時，在第2無線單元1807中，開關(guān)單元1804側(cè)的輸入阻抗和輸出阻抗為復(fù)數(shù)的阻抗且為高阻抗。例如，第2無線單元1807將作為第2無線系統(tǒng)的 GPS系統(tǒng)的信號解調(diào)，獲取位置數(shù)據(jù)。以上，結(jié)束便攜式無線裝置1800的結(jié)構(gòu)的說明。圖19是表示史密斯圓圖中的第1無線系統(tǒng)和第2無線系統(tǒng)的阻抗匹配點的變化的圖。如圖19所示，第1無線系統(tǒng)的阻抗匹配點#1901的變化vl大于第2無線系統(tǒng)的阻抗匹配點#1902的變化v2。此外，由于便攜式無線裝置1800的動作與圖7相同，并且本實施方式相對于以往的優(yōu)勢與圖9 圖14中說明的內(nèi)容相同，所以省略它們的說明。而且，由于表示便攜式無線裝置1800中可接收的第1無線系統(tǒng)和第2無線系統(tǒng)中的頻率與損耗之間的關(guān)系的圖與圖17相同，所以省略其說明。這樣，根據(jù)本實施方式，在可使用多個無線系統(tǒng)的便攜式無線裝置中，通過設(shè)置多個以具有復(fù)共軛關(guān)系的方式進行匹配的匹配電路，并且使在各匹配電路中可匹配的頻率不同，能夠在寬帶內(nèi)靈敏度良好地進行接收，并且能夠在期望的特定的窄帶變化的情況下能夠靈敏度良好地進行接收。而且，根據(jù)本實施方式，由于在寬帶內(nèi)取得匹配時，能夠比以往減少匹配電路的數(shù)量，所以能夠降低制造成本，并且能夠使便攜式無線裝置小型化和薄型化。此外，在本實施方式中，通過設(shè)置放大器而使第1無線系統(tǒng)為接收專用，但本發(fā)明并不限定于此，也可通過刪除放大器而使第1無線系統(tǒng)可進行發(fā)送和接收兩方。(實施方式5)圖20是表示本發(fā)明實施方式5的便攜式無線裝置2000的結(jié)構(gòu)的方框圖。
便攜式無線裝置2000主要由天線2001、開關(guān)單元2002、匹配電路2003-1、2003-2、 開關(guān)單元2004、放大器2005和無線單元2006構(gòu)成。便攜式無線裝置2000通過設(shè)置放大器 2005而具有接收專用的功能。以下，詳細說明各結(jié)構(gòu)。天線2001例如具有作為單極天線的功能，且包括四分之一波長以下的電長度的天線單元。而且，天線2001接收規(guī)定的無線系統(tǒng)的信號并輸出至開關(guān)單元2002。開關(guān)單元2002進行切換以將從天線2001輸入的信號輸出至匹配電路2003-1或 2003-2。匹配電路2003-1串聯(lián)連接在開關(guān)單元2002和開關(guān)單元2004之間，且將天線2001 和放大器2005的阻抗進行匹配。具體來說，匹配電路2003-1進行匹配以使天線2001的阻抗和放大器2005的輸入阻抗具有復(fù)共軛關(guān)系。此時，匹配電路2003-1進行匹配以在與匹配電路2003-2不同的頻率中具有復(fù)共軛的關(guān)系。因此，通過切換匹配電路2003-1和匹配電路2003-2，能夠使獲得復(fù)共軛關(guān)系的頻率可變。而且，匹配電路2003-1能夠使獲得復(fù)共軛關(guān)系的頻率可變。并且，匹配電路2003-1將從開關(guān)單元2002輸入的信號的阻抗進行變換并將其輸出至開關(guān)單元2004。此外，關(guān)于匹配電路2003-1的結(jié)構(gòu)的細節(jié)，將在后面敘述。匹配電路2003-2串聯(lián)連接在開關(guān)單元2002和開關(guān)單元2004之間，且將天線2001 和放大器2005的阻抗進行匹配。具體來說，匹配電路2003-2進行匹配以使天線2001的阻抗和放大器2005的輸入阻抗具有復(fù)共軛關(guān)系。此時，匹配電路2003-2進行匹配以在與匹配電路2003-1不同的頻率中獲得復(fù)共軛關(guān)系。因此，通過切換匹配電路2003-2，能夠使獲得復(fù)共軛的關(guān)系的頻率可變。并且，匹配電路2003-2將從開關(guān)單元2002輸入的信號的阻抗進行變換并將其輸出至開關(guān)單元2004。開關(guān)單元2004選擇匹配電路2003-1或匹配電路2003-2，并進行切換以將從所選擇的匹配電路2003-1或匹配電路2003-2輸入的信號輸出至放大器2005。而且，開關(guān)單元2004選擇與在開關(guān)單元2002中選擇的匹配電路2003-1 2003_n相同的匹配電路 2003-1 2003-n。放大器2005將從開關(guān)單元2004輸入的信號放大并將其輸出至無線單元2006。此時，在放大器2005中，輸入阻抗為復(fù)數(shù)的阻抗，輸出阻抗為特性阻抗。而且，放大器2005優(yōu)選在便攜式無線裝置2000中使用的頻率中為高增益和低噪音指數(shù)(低NF)。無線單元2006將從放大器2005輸入的信號解調(diào)，獲取重疊在規(guī)定的頻率中的數(shù)據(jù)。接著，使用圖21說明匹配電路2003-1的結(jié)構(gòu)。圖21是表示匹配電路2003-1的結(jié)構(gòu)的方框圖。根據(jù)圖21，匹配電路2003-1由元件2101、元件2102和元件2103構(gòu)成。元件 2101 2103為電感器或電容器。元件2101的一端連接到開關(guān)單元2002，而且另一端連接到開關(guān)單元2004。而且， 元件2101由可變電感器或可變電容器(可變電容(variable condenser)或變?nèi)荻O管 (varactor diode)等)構(gòu)成。元件2102并聯(lián)地接地連接在開關(guān)單元2002和元件2101之間。元件2103并聯(lián)地接地連接在元件2101和開關(guān)單元2004之間。此外，由于便攜式無線裝置2000的動作與圖7相同，并且本實施方式相對于以往的優(yōu)勢與圖9 圖14中說明的內(nèi)容相同，所以省略它們的說明。這樣，根據(jù)本實施方式，由于除上述實施方式1的效果以外，通過由至少1個匹配電路可取得匹配的頻率可變，能夠進一步減少匹配電路的數(shù)量，所以能夠進一步降低制造成本，并且能夠使便攜式無線裝置進一步小型化和薄型化。此外，在本實施方式中，將使可取得匹配的頻率可變的匹配電路設(shè)為1個，但本實施方式并不限定于此，也可以在多個匹配電路中使可取得匹配的頻率可變。而且，在本實施方式中，將匹配電路的數(shù)量設(shè)為2個，但本實施方式并不限定于此，可以使匹配電路的數(shù)量為任意數(shù)。(實施方式6)圖22是表示本發(fā)明實施方式6的便攜式無線裝置2200的結(jié)構(gòu)的方框圖。便攜式無線裝置2200主要由天線2201、匹配電路2202-1 2202_n和無線單元 2203構(gòu)成。以下，詳細說明各結(jié)構(gòu)。天線2201例如具有作為單極天線的功能，且包括四分之一波長以下的電長度的天線單元。而且，天線2201接收規(guī)定的無線系統(tǒng)的信號并輸出至匹配電路2202-1 2202-n。而且，天線2201發(fā)送從匹配電路2202-1 2202_n輸入的信號。匹配電路2202-1 2202_n串聯(lián)連接在天線2201和無線單元2203之間，且將天線2201和無線單元2203的阻抗進行匹配。具體來說，匹配電路2202-1 2202_n進行匹配以使天線2201的阻抗和無線單元2203的輸入阻抗具有復(fù)共軛關(guān)系。此時，各匹配電路 2202-1 2202-n通過在未圖示的切換控制單元等中基于預(yù)先存儲的例如數(shù)字電視廣播的所有信道中各匹配電路2202-1 2202-n的匹配損耗的信息，由內(nèi)部的開關(guān)切換地進行匹配，以在各不相同的頻率中獲得復(fù)共軛關(guān)系。通過切換匹配電路2202-1 2202-n，能夠使獲得復(fù)共軛關(guān)系的頻率可變。而且，匹配電路2202-1 2202-n將自天線2201輸入的信號的阻抗進行變換并將其輸出至無線單元2203。同樣地，匹配電路2202-1 2202-n進行匹配以使天線2201的阻抗和無線單元2203的輸出阻抗具有復(fù)共軛關(guān)系，且將從無線單元 2203輸入的信號的阻抗進行變換并將其輸出至天線2201。此外，關(guān)于匹配電路2202-1 2202-n的結(jié)構(gòu)的細節(jié)將在后面敘述。無線單元2203將從匹配電路2202-1 2202_n輸入的信號解調(diào)，獲取重疊在規(guī)定的頻率中的數(shù)據(jù)。而且，無線單元2203進行將數(shù)據(jù)重疊在規(guī)定的頻率中的調(diào)制，并將調(diào)制的信號輸出至匹配電路2202-1 2202-n。此時，在無線單元2203中，匹配電路2202-1 2202-n側(cè)的輸入阻抗和輸出阻抗為復(fù)數(shù)的阻抗且為高阻抗。接著，說明匹配電路2202-1 2202_n的結(jié)構(gòu)。此外，在以下的匹配電路2202-1 2202-n的結(jié)構(gòu)說明中，僅說明匹配電路2202-1的結(jié)構(gòu)，由于匹配電路2202-2 2202-n的結(jié)構(gòu)與匹配電路2202-1的結(jié)構(gòu)相同，所以省略其說明。圖23是表示匹配電路2202-1的結(jié)構(gòu)的第1例的方框圖。根據(jù)圖23，匹配電路2202-1由元件2301、元件2302、元件2303、開關(guān)單元2304和開關(guān)單元2305構(gòu)成。元件2301 2303為電感器或電容器。元件2301的一端連接到天線2201，而且另一端連接到無線單元2203。元件2302并聯(lián)地接地連接在天線2201和元件2301之間。元件2303并聯(lián)地接地連接在元件2301和無線單元2203之間。
開關(guān)單元2304將天線2201和元件2301和元件2302之間的電連接進行通斷。開關(guān)單元2305將元件2301和無線單元2203和元件2303的電連接進行通斷。圖M是表示匹配電路2202-1的結(jié)構(gòu)的第2例的方框圖。根據(jù)圖24，匹配電路2202-1由元件M01、元件M02和開關(guān)單元M03構(gòu)成。元件 2401和元件M02為電感器或電容器。元件MOl的一端連接到天線2201，而且另一端連接到無線單元2203。元件M02并聯(lián)地接地連接在天線2201和元件MOl之間。開關(guān)單元M03將天線2201和元件MOl與元件M02的電連接進行通斷。具體來說，開關(guān)單元M03在由匹配電路2202-1進行匹配時接通，在不由匹配電路2202-1進行匹配時斷開。圖25是表示匹配電路2202-1的結(jié)構(gòu)的第3例的方框圖。根據(jù)圖25，匹配電路2202-1由元件2501、元件2502和開關(guān)單元2503構(gòu)成。元件 2501和元件2502為電感器或電容器。元件2501的一端連接到天線2201，而且另一端連接到無線單元2203。元件2502并聯(lián)地接地連接在元件2501和無線單元2203之間。開關(guān)單元2503將元件2501和無線單元2203與元件2502的電連接進行通斷。具體來說，開關(guān)單元2503在由匹配電路2202-1進行匹配時接通，在不由匹配電路2202-1進行匹配時斷開。圖沈是表示匹配電路2202-1的結(jié)構(gòu)的第4例的方框圖。根據(jù)圖26，匹配電路2202-1由元件沈01、元件2602、開關(guān)單元沈03和開關(guān)單元 2604構(gòu)成。元件沈01和元件沈02為電感器或電容器。元件沈01并聯(lián)地接地連接在天線2201和無線單元2203之間。元件沈02并聯(lián)地接地連接在天線2201和無線單元2203之間，并且與元件沈01 并聯(lián)地接地連接。開關(guān)單元沈03將天線2201和無線單元2203與元件沈01的電連接進行通斷。具體來說，開關(guān)單元2603在由匹配電路2202-1進行匹配時接通，在不由匹配電路2202-1進行匹配時斷開。開關(guān)單元沈04將天線2201和無線單元2203與元件沈02的電連接進行通斷。具體來說，開關(guān)單元2604在由匹配電路2202-1進行匹配時接通，在不由匹配電路2202-1進行匹配時斷開。圖27是表示匹配電路2202-1的結(jié)構(gòu)的第5例的方框圖。根據(jù)圖27，匹配電路2202-1由元件2701和開關(guān)單元2702構(gòu)成。元件2701為電
感器或電容器。元件2701并聯(lián)地接地連接在天線2201和無線單元2203之間。開關(guān)單元2702將天線2201和無線單元2203與元件2701的電連接進行通斷。具體來說，開關(guān)單元2702在由匹配電路2202-1進行匹配時接通，在不由匹配電路2202-1進行匹配時斷開。以上，結(jié)束便攜式無線裝置2200的結(jié)構(gòu)的說明。此外，由于便攜式無線裝置2200的動作與圖7相同，并且本實施方式相對于以往的優(yōu)勢與圖9 圖14中說明的內(nèi)容相同，所以省略它們的說明。
這樣，根據(jù)本實施方式，通過設(shè)置多個以具有復(fù)共軛關(guān)系的方式進行匹配的匹配電路，并且使在各匹配電路中可匹配的頻率不同，從而能夠在寬帶內(nèi)靈敏度良好地進行接收，并且在期望的特定的窄帶變化的情況下能夠靈敏度良好地進行接收。而且，根據(jù)本實施方式，由于在寬帶內(nèi)取得匹配時，能夠比以往減少匹配電路的數(shù)量，所以能夠降低制造成本，并且能夠使便攜式無線裝置小型化和薄型化。此外，在本實施方式中未設(shè)置放大器，但本實施方式并不限定于此，也可以在匹配電路和無線單元之間串聯(lián)地連接放大器，且使之為接收專用。而且，在本實施方式中，也可以使能夠取得多個匹配電路中的至少1個匹配電路中的匹配的頻率可變。而且，在本實施方式中，設(shè)為應(yīng)對1個無線系統(tǒng)，但本實施方式并不限定于此，也可以通過設(shè)置多個無線單元而應(yīng)對多個無線系統(tǒng)。2009年7月6日申請的日本專利特愿2009-159839的日本申請中所含的說明書、 附圖和摘要的公開內(nèi)容全部引用于本申請。工業(yè)實用性本發(fā)明的便攜式無線裝置尤其適于使在寬帶內(nèi)能夠取得匹配，且能夠在窄帶內(nèi)取得匹配的頻率可變。
權(quán)利要求
1.便攜式無線裝置，包括 天線；無線單元，對由所述天線接收到的信號進行解調(diào)處理或者對由所述天線發(fā)送的信號進行調(diào)制處理；以及匹配電路，連接在所述天線和所述無線單元之間，進行匹配以使所述天線的阻抗和所述無線單元的阻抗具有復(fù)共軛關(guān)系，并且對進行所述匹配的多個不同頻帶的每一頻帶而設(shè)置多個。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的便攜式無線裝置，還包括 放大單元，放大由所述匹配電路進行了匹配的信號，所述無線單元對由所述放大單元放大的信號進行解調(diào)處理。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的便攜式無線裝置，所述匹配電路對由所述天線接收到的多個無線系統(tǒng)的信號或者對由所述天線發(fā)送的多個無線系統(tǒng)的信號進行所述匹配。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的便攜式無線裝置，還包括放大單元，放大由所述匹配電路進行了所述匹配的所述多個無線系統(tǒng)的信號中的一部分無線系統(tǒng)的信號，所述無線單元對由所述放大單元放大的所述一部分無線系統(tǒng)的信號進行解調(diào)處理。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的便攜式無線裝置， 所述匹配電路能夠變更進行所述匹配的頻帶。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的便攜式無線裝置， 所述無線單元僅進行解調(diào)處理。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的便攜式無線裝置， 所述天線包括四分之一波長以下的天線單元。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的便攜式無線裝置，還包括選擇單元，在多個所述匹配電路中，選擇對由所述天線接收到的信號或者對由所述天線發(fā)送的信號進行所述匹配的匹配電路，在由所述選擇單元選擇時，所述匹配電路進行所述匹配。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的便攜式無線裝置，所述選擇單元選擇由所述天線接收到的信號的頻率中的匹配損耗為最小的所述匹配電路。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的便攜式無線裝置， 所述天線接收數(shù)字電視廣播的多個信道的信號，所述選擇單元，以使由所述天線接收到的特定的信道的信號的匹配損耗小于所述特定的信道以外的信道的信號的匹配損耗，并且由所述天線接收到的所述多個信道的每個信號的匹配損耗的合計為最小來選擇所述匹配電路。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的便攜式無線裝置，所述匹配電路包括將電路通斷的切換單元，閉合所述切換單元而進行所述匹配。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的便攜式無線裝置，在由所述天線接收到的信號的頻率中的匹配損耗最小的所述匹配電路中，閉合所述切換單元而進行所述匹配。
13.根據(jù)權(quán)利要求11所述的便攜式無線裝置， 所述天線接收數(shù)字電視廣播的多個信道的信號，在由所述天線接收到的特定的信道的信號的匹配損耗小于所述特定的信道以外的信道的信號的匹配損耗，且由所述天線接收到的所述多個信道的每個信號的匹配損耗的合計為最小的所述匹配電路中，閉合所述切換單元而進行所述匹配。
全文摘要
公開了能夠在寬帶內(nèi)靈敏度良好地接收，并且能夠使以高靈敏度接收的窄帶變化的便攜式無線裝置。該裝置中，無線單元(105)對由天線(101)接收的信號進行解調(diào)處理或者對由天線(101)發(fā)送的信號進行調(diào)制處理。匹配電路(103-1～103-n)連接在天線(101)和無線單元(105)之間，進行匹配以使天線(101)的阻抗和無線單元(105)的阻抗具有復(fù)共軛關(guān)系，并且對進行匹配的多個不同頻帶的每一頻帶而設(shè)置多個。
文檔編號H04B1/18GK102474004SQ20108002951
公開日2012年5月23日 申請日期2010年3月2日 優(yōu)先權(quán)日2009年7月6日
發(fā)明者佐藤浩, 小柳芳雄, 金崎善宏 申請人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會社