(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のアンテナと、
前記複数のアンテナから任意の一つを選択するアンテナ選択手段と、
送信信号を増幅する送信増幅器を含み、前記アンテナ選択手段により選択されたアンテナに該送信増幅器により増幅された送信信号を供給する送信手段と、
前記送信増幅器に電源を供給する電源供給手段と、
前記アンテナ毎に前記電源供給手段から前記送信増幅器に流れ込む電流値をそれぞれ検出する電流検出手段と、
前記電流値検出手段による前記アンテナ毎の検出電流値と各アンテナに対応して予め設定された基準電流値との差を求め、この差が最も小さい最適なアンテナを決定し、該最適なアンテナが選択されるように前記アンテナ選択手段を制御する制御手段とを有する携帯無線機。
【請求項２】
複数のアンテナと、
前記複数のアンテナの各々に対応して設けられた可変利得増幅器を含み、該可変利得増幅器を介して各アンテナに送信信号を供給する送信手段と、
前記可変利得増幅器に電源を供給する電源供給手段と、
前記電源供給手段から前記可変利得増幅器のそれぞれに流れ込む電流値を個別に検出する電流検出手段と、
前記電流値出手段による前記可変利得増幅器毎の検出電流値と各アンテナに対応して予め設定された基準電流値との相関値を求め、これらの相関値を比較することにより各可変利得増幅器への利得配分を決定し、この利得配分に基づいて各可変利得増幅器の利得を制御する制御手段とを有する携帯無線機。
【請求項３】
アイソレータと、直通線路と、通信時には前記アンテナ選択手段と前記送信手段との間に前記アイソレータを接続し、前記制御手段が前記最適なアンテナを決定する際には前記アンテナ選択手段と前記送信手段との間に前記直通線路を接続する手段とをさらに有することを特徴とする請求項１記載の携帯無線機。
【請求項４】
前記複数のアンテナは、無線機筐体の頂部に該頂部の長手方向に並べて配置されていることを特徴とする請求項１または２記載の携帯無線機。
【請求項５】
前記複数のアンテナは、無指向性アンテナと指向性アンテナを含むことを特徴とする請求項１または２記載の携帯無線機。
【請求項６】
前記複数のアンテナの少なくとも一つは無線機筐体の頂部に配置され、他の少なくとも一つは無線機筐体に内蔵されていることを特徴とする請求項１または２記載の携帯無線機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、アンテナが一体化された携帯電話機や携帯情報端末などの携帯無線機に係り、特にアンテナ特性に対するアンテナ周囲の物体からの影響を低減させる技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
携帯電話機や携帯情報端末などの携帯無線機の小型化、薄型化が進められている。携帯無線機は、可搬性に優れていることが条件であるため、小型・薄型であることは非常に重要な項目となる。
【０００３】
また、携帯無線機は通話時に利用者に近接した状態に置かれるため、アンテナに対する人体の影響が問題になっている。人体は無線周波数の電波に対して吸収および散乱を生じさせるばかりでなく、近接するアンテナの動作インピーダンスを変動させる作用がある。人体は高周波的にみると、５０以上もの非常に高い比誘電率を有する誘電体として働いているからである。結果として、人体の近接によりアンテナの放射特性が劣化してしまうことになる。さらに、携帯無線機の小型化、薄型化によってアンテナに耳がさらに近接していく傾向にあり、人体によるアンテナ特性の劣化をさらに深刻なものにしている。
【０００４】
このような人体によるアンテナ特性の劣化の問題について、本発明者らが検討した結果を図１５及び図１６に示す。図１５に示すように無線機筐体１００にアンテナ１１０を取り付けた携帯無線機モデルを用意し、筐体１００の厚さ（端末厚さ）を（ａ）では２０ｍｍ以上、（ｂ）では２０ｍｍ未満とした。
【０００５】
この無線機モデルを送受信周波数２ＧＨｚで用いて、通話時の状態でアンテナ１１０のインピーダンスの変化による利得劣化量を無線機筐体１００の厚さをパラメータとして測定した結果を示したのが図１６である。この結果から、無線機筐体１００の厚さが２０ｍｍより薄いくなるとアンテナ１１０に耳が接触するようになり、アンテナ１１０の利得が大きく劣化することが分かる。
【０００６】
こうしたアンテナ特性の劣化の要因は前述したように、アンテナのインピーダンスが人体からの影響により変動することにある。人体は非常に誘電率の高い物体であり、このような物体にアンテナが近づくと、アンテナの電気的な長さが等価的に長く見えるようになる。この場合、アンテナの共振周波数は所望の値からずれ、アンテナのインピーダンスもこれに従って変化する。このように携帯無線機の端末単体において、アンテナのインピーダンスを最適となるように調整しておいても、アンテナに人体が近接することにより、最適なインピーダンスの値からずれてしまうのである。
【０００７】
さらに、アンテナのインピーダンスの変化によって携帯無線機の送信出力が劣化する場合がある。この現象について説明する。アンテナから電波を放射させるためには、アンテナに所要の電力が入力されなくてはならない。アンテナに電力を入力するときの最適条件は、アンテナのインピーダンスが最適値、つまり給電線のインピーダンスと等しい値になっていることである。
【０００８】
アンテナのインピーダンスが最適値から変動すると、給電線を伝わってきた電力はアンテナの入力端で一部反射されて送信増幅器ヘ戻ってしまい、送信増幅器から出力された電力がアンテナに十分に入力されないことになる。このアンテナ入力端での電力の反射は、送信増幅器の効率や利得といった性能を劣化させ、結果として携帯無線機の送信性能を劣化させる原因となる。
【０００９】
このような問題を解決する方法として、アンテナの電気的な長さを変化させることにより、人体の影響で変化したアンテナインピーダンスを補正する方法が特開平１０−２５６９３０号で提案されている。しかし、この方法ではアンテナインピーダンスの補正は可能であるが、アンテナに近接する人体からの影響による放射パターンの変化という問題は解決できない。アンテナの電気長の調整によりアンテナに電力を供給できたとしても、近接する人体によって放射パターンが変化すると、通信特性が著しく劣化してしまう。
【００１０】
人体の近接によるアンテナの放射パターンの変化は、インピーダンスの変化と同様に、人体が高誘電率の誘電体であることから生じるものである。この放射パターンの変化による特性劣化は、特開平１０−２５６９３０号のようにアンテナを僅かに人体から離しただけでは大きく改善することはできない。
【００１１】
例えば、携帯無線機を頭部から離して手だけで保持しているときに比べて、通常の通話時のように耳にアンテナが接触している場合、アンテナの利得は８ｄＢ程度劣化する。アンテナを３ｍｍ耳から程度離すと、アンテナ利得は４ｄＢ程度と大きく改善するが、頭部から十分に離したときに比べるとアンテナ利得の劣化は依然として大きい。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
上述したように、従来の技術では携帯無線機において問題となっている人体の近接によるアンテナ特性の劣化、特に放射特性の劣化を十分に改善できないという問題点があった。
【００１３】
本発明は、人体の近接によるアンテナ特性の劣化を改善して良好な通信を行うことができる携帯無線機を提供することを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するため、本発明に係る携帯無線機は、複数のアンテナと、これら複数のアンテナから任意の一つを選択するアンテナ選択手段と、このアンテナ選択手段により選択されたアンテナに送信信号を供給する送信手段と、この送信手段に電源を供給する電源供給手段と、アンテナ選択手段により選択された各アンテナ毎に電源供給手段から送信手段に流れ込む電流値をそれぞれ検出する電流検出手段と、この電流値検出手段による各アンテナ毎の検出電流値に基づいて最適なアンテナを決定し、該最適なアンテナが選択されるようにアンテナ選択手段を制御する制御手段とを有する。
【００１５】
制御手段では、具体的には電流値検出手段による検出電流値と各アンテナに対応して予め設定された基準電流値との相関値（例えば、電流値の絶対値の差）を求め、これらの相関値を比較することにより最適なアンテナを決定する。
【００１６】
このような構成とすることにより、人体の近接による特性劣化のより少ないアンテナを選択して送受信に用いることで、良好な通信を行うことが可能となる。
本発明に係る他の携帯無線機は、複数のアンテナと、これら複数のアンテナの各々に対応して設けられ可変利得増幅器を含み、該可変利得増幅器を介して各アンテナに送信信号を供給する送信手段と、この送信手段に電源を供給する電源供給手段と、この電源供給手段から可変利得増幅器のそれぞれに流れ込む電流値を個別に検出する電流検出手段と、この電流検出手段による各可変利得増幅器毎の検出電流値に基づいて各可変利得増幅器への利得配分を決定し、この利得配分に基づいて各可変利得増幅器の利得を制御する制御手段とを有する。
【００１７】
制御手段は、より具体的には電流値検出手段による検出電流値と各アンテナに対応して予め設定された基準電流値との相関値（例えば、電流値の絶対値の差）を求め、これらの相関値を比較することにより最適な利得配分を決定する。
【００１８】
このように構成することによって、人体の近接による特性劣化のより少ないアンテナへの電力配分を相対的に大きくし、良好な通信を行うことができる。
【００１９】
また、通信時に複数のアンテナと送信手段との間に挿入されるアイソレータを有する構成においては、最適なアンテナまたは最適な利得配分を決定する際に、このアイソレータを短絡させることが望ましい。
【００２０】
複数のアンテナは、一つの態様によると、無線機筐体の頂部に該頂部の長手方向に並べて配置される。他の態様によると、複数のアンテナは無指向性アンテナと指向性アンテナを含む。別の観点では、複数のアンテナの少なくとも一つは無線機筐体の頂部に配置され、他の少なくとも一つは無線機筐体に内蔵される。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
（第１の実施形態）
図１は、本発明の第１の実施形態に係る携帯無線機の構成を示すブロック図である。この携帯無線機は複数のアンテナ１１，１２と、これらのアンテナ１１，１２のいずれか一つを選択するアンテナ選択スイッチ１３と、送信信号源１５及び送信増幅器１６からなる送信回路１４と、携帯無線機の各部に電源を供給する電源回路１７と、電源回路１７から送信増幅器１５に流れ込む電流値を検出する電流検出器１８と、電流検出器１８による検出電流値を受けてアンテナ選択スイッチ１３及び送信信号源１５を制御するコントローラ２０及びメモリ１９からなる。
【００２２】
送信時には、送信信号源１５により情報信号に従って変調されかつ所定の送信周波数に混成された送信信号が生成され、送信増幅器１６に送られる。送信増幅器１６は電力増幅器であり、送られてきた送信信号を所要の送信電力まで増幅して、アンテナ選択スイッチ１３により選択されたアンテナ１１，１２のいずれかへ供給する。
【００２３】
アンテナ１１，１２は、電力増幅された送信信号を受けて空中へ電波を放射するが、その放射電波の一部は反射波となってアンテナ１１，１２及びアンテナ選択スイッチ１３を介して送信増幅器１６へ戻ってくる。この戻ってきた信号によって、送信増幅器１６の利得及び効率が変動する。この利得及び効率の変動は、送信増幅器１６の消費電流の変動を引き起こす。
【００２４】
この消費電流の変動、すなわち電源回路１７から送信増幅器１６に供給される電源電流の値が電流検出器１８で検出され、得られた検出電流値の情報がコントローラ２０に送られる。コントローラ２０では、この検出電流値に基づいて後述するように、最適なアンテナを決定するとともに、そのアンテナを選択するための制御をアンテナ選択スイッチ１３に対して行う。
【００２５】
ここで、本実施形態の動作を説明する前に、上述の現象を説明するために行った実験について説明する。
まず、実験のために図２に示す無線機モデルを用意した。この無線機モデルは無線機筐体１００に受話器１０１及び送話器１３が取り付けられるとともに、その内部に送信増幅器を含んだ送信回路１０３が実装され、さらにアンテナ１１０を有する。送信回路１０３に定電圧電源１２１を用いて外部から給電線を介して給電を行い、この定電圧電源１２１に備えられた電流計１２２の読みから、送信回路１０３内の送信増幅器の消費電流を含めた無線機回路の消費電流を測定できるようになっている。
【００２６】
この無線機モデルの動作周波数（送信周波数）は２ＧＨｚ近傍で、筐体１００の大きさは、この動作周波数での波長をλとすると、長さがλ程度、幅がλ／４程度、厚さがλ／２０程度である。また、アンテナ１１０としてキャップ１１２内にλ／１０程度の高さのヘリカルアンテナ１１１を内蔵したものを用いた。
【００２７】
図３及び図４は、図２に示した無線機モデルを用いて測定を行った結果を示すグラフであり、図３はアンテナと人体間の距離と消費電流の関係を示している。この図３から、人体頭部にアンテナが近づくことによって送信増幅器の消費電流が増加していることが分かる。
図４は、図５に示すようにアンテナの水平面内の放射電力を測定し、この放射電力の水平面内の平均と、アンテナと人体間の距離の関係を示したものである。これらの結果を比較して明らかなように、送信増幅器の消費電流の増加と放射電力の間には強い相関があることが分かる。
【００２８】
このような現象は、アンテナを送信増幅器の負荷と考えたときに、アンテナと人体との距離の変化による負荷変動により送信増幅器の効率が劣化し、その結果として消費電流が増加することによるものと考えられる。また、このときの負荷変動は、明らかに人体によって引き起こされたものである。なお、今回の実験では無線機回路全体の消費電流を測定したものであり、送信増幅器だけの消費電流の変化は、もっと大きなものになっている。
【００２９】
このように送信増幅器の消費電流の変動は、アンテナと人体の間の距離により変化する。従って、アンテナ１１，１２から消費電流の変化が小さい方をアンテナ選択スイッチ１３で選択することによって、人体からの影響がより小さいアンテナを通信に使用することができるようになり、これにより無線機の通信性能を向上させることが可能となる。
【００３０】
以下、このような送信増幅器１６の消費電流に基づいて最適なアンテナの決定とそのアンテナの選択制御を行うコントローラ２０の処理について説明する。
コントローラ２０は、通信開始時さらには通信途中の適宜のタイミングで、電流検出器１８による検出電流値に基づいて、アンテナ１１，１２のうち通信に最適なアンテナを決定し、そのアンテナが選択されるようにアンテナ選択スイッチ１３を制御する。
【００３１】
まず、通信開始により送信信号源１５に対して既知信号の出力要求を行い（ステップＳ１０１）、この状態でアンテナ選択スイッチ１３をアンテナ１１側に接続し（ステップＳ１０２）、電流検出器１８の検出電流値を読込む（ステップＳ１０３）。このときの検出電流値をＩ１１とする。次に、この検出電流値Ｉ１１と基準電流値Ｉｒｅｆ１１を比較し（ステップＳ１０５）、両者の相関値、この例では絶対値の差｜Ｉ１１−Ｉｒｅｆ１１｜を求めて、この値をメモリ１９に書き込む（ステップＳ１０６）。
【００３２】
次に、アンテナ選択スイッチ１３をアンテナ１２側に接続し（ステップＳ１０６）、電流検出器１８の検出電流値を読込む（ステップＳ１０７）。このときの検出電流値をＩ１２とする。この後、送信信号源１５に対して既知信号の出力停止要求を行い（ステップＳ１０８）、検出電流値Ｉ１２と基準電流値Ｉｒｅｆ１２とを比較し（ステップＳ１０９）、両者の相関値を上記と同様に利用者の絶対値の差｜Ｉ１２−Ｉｒｅｆ１２｜として求め、この値をメモリ１９に書き込む（ステップＳ１１０）。
【００３３】
次に、メモリ１９に書き込まれた二種類の相関値、つまり｜Ｉ１１−Ｉｒｅｆ１１｜と｜Ｉ１２−Ｉｒｅｆ１２｜を比較し（ステップＳ１１１）、｜Ｉ１１−Ｉｒｅｆ１１｜＜｜Ｉ１２−Ｉｒｅｆ１２｜であれば、アンテナ選択スイッチ１３をアンテナ１１側に接続し（ステップＳ１１２）、｜Ｉ１１−Ｉｒｅｆ１１｜＜｜Ｉ１２−Ｉｒｅｆ１２｜でなければ、アンテナ選択スイッチ１３をアンテナ１２側に接続する（ステップＳ１１３）。
【００３４】
すなわち、アンテナ１１，１２のうち各々が選択されたときの検出電流値Ｉ１１，Ｉ１２と基準電流値Ｉｒｅｆ１１，Ｉｒｅｆ１２との相関値、この例では、基準電流値Ｉｒｅｆ１１，Ｉｒｅｆ１２に対する検出電流値Ｉ１１，Ｉ１２の絶対値の差が小さい方のアンテナが通信に最適なアンテナであるとして、アンテナ選択スイッチ１３により選択され、この状態で通信（送信、受信）が行われる（ステップＳ１１４）。
【００３５】
この通信中は、コントローラ２０内のタイマによるスリープモードに入り、通信が途絶するまで所望の時間間隔で覚醒し、最初のステップＳ１０１に戻って同様の処理を繰り返す。すなわち、ステップＳ１１５で通信が終了したと判断されるまで、ステップＳ１１６で通信動作が一定時間経過したかかどうかを見て、一定時間経過するとステップＳ１０１に戻る。
【００３６】
なお、基準電流値Ｉｒｅｆ１１，Ｉｒｅｆ１２としては、例えば携帯無線機の製作の最終段階で、電波無響室内において携帯無線機に既知信号の出力を行わせ、アンテナ選択スイッチ１３をアンテナ１１，１２にそれぞれ接続した状態で測定された電流検出器１８（電流計）の値を求めればよい。こうして求められた基準電流値Ｉｒｅｆ１１，Ｉｒｅｆ１２の値がメモリ１９に記憶される。
【００３７】
このように本実施形態によれば、複数個のアンテナ１１，１２のうち最適なアンテナをコントローラ２０で求め、そのアンテナをアンテナ選択スイッチ１３により選択して通信に使用することにより、人体近接時における携帯無線機の通信性能を改善することができる。
【００３８】
（第２の実施形態）
図７は、本発明の第２の実施形態に係る携帯無線機の構成を示すブロック図である。図１と同一部分に同一符号を付して第１の実施形態との相違点を説明すると、本実施形態ではアイソレータ２１を用いる場合の構成に特徴を有する。
【００３９】
アイソレータとは、入力インピーダンスが変動しても、出力インピーダンスが一定となる性質を有する素子であり、フェライトを用いて製作されたものが市販されている。図７に示すようにアイソレータ２１をアンテナ１１，１２と送信増幅器１６との間に挿入すると、アンテナ１１，１２からの反射波を入力波としたとき、アンテナ１１，１２からの反射によりアイソレータ２１の入力インピーダンスに変化が生じても、その影響は送信増幅器１６へは到達しないため、送信増幅器１６の性能は変化しなくなる。
【００４０】
このようにアイソレータ２１は、送信増幅器１６の性能の安定化に関しては、非常に有効に働くことになるが、反面、第１の実施形態のように送信増幅器１６の消費電流（電流検出器１８の検出電流値）に基づいてアンテナ１１，１２のうち通信に最適な方を決定しようとする際には、アイソレータ２１があることは大変不都合となる。
【００４１】
このような点を考慮して、本実施形態においてはアイソレータ２１は送信増幅器１６とアンテナ選択スイッチ１３との間に、２つのアイソレータ制御スイッチ２２，２３を介して接続される構成となっている。これらのアイソレータ制御スイッチ２２，２３の間には、アイソレータ２１を間に挿入した線路と挿入されていない直通線路の２つの経路が形成され、コントローラ２０によるスイッチ２２，２３の制御によって、これらの経路を選択できる構成になっている。
【００４２】
具体的に説明すると、第１の実施形態と同様にアンテナ１１，１２のうち最適な方を調べる場合には、コントローラ２０によりスイッチ２２，２３をアイソレータ２１の挿入されていない直通線路の経路を選択するように制御する。一方、通信時にはコントローラ２０によりスイッチ２２，２３をアイソレータ２１が挿入された経路を選択するように制御する。
【００４３】
このように本実施形態によると、本発明に基づいて最適なアンテナを決定するときには、アイソレータ２１の影響なしに正確にアンテナ１１，１２のそれぞれの接続時における電流検出器１８による検出電流値から消費電流を正しく調べることができ、通常の通信状態ではアンテナ１１，１２の特性に変化が生じても、アイソレータ２１により送信増幅器１６の利得変動を抑制するという効果を得ることができる。
【００４４】
（第３の実施形態）
図８は、本発明の第３の実施形態に係る携帯無線機の構成を示すブロック図である。本実施形態は、複数のアンテナ１１，１２の一方を選択するのではなく、両方を同時に動作させる際の送信回路系の増幅器の利得配分の最適化に関する。
【００４５】
アンテナ１１，１２に、送信増幅器として個別に可変利得増幅器３１，３２が接続されている。さらに、これらの可変利得増幅器３１，３２に電源を供給する電源ラインに、スイッチ３３，３４がそれぞれ挿入されている。
【００４６】
図９に示すフローチャートを参照して、本実施形態におけるコントローラ２０の処理について説明する。
コントローラ２０は、通信開始時さらには通信途中の適宜のタイミングで、電流検出器１８により得られる可変利得増幅器３１，３２毎の検出電流値に基づいて可変利得増幅器３１，３２への利得配分を決定し、この利得配分に基づき可変利得増幅器３１，３２の利得制御を行う。
【００４７】
まず、通信開始により送信信号源１５に対して既知信号の出力要求を行い（ステップＳ２０１）、またスイッチ３３をオン、スイッチ３４をオフにして（ステップＳ２０２）、可変利得増幅器３１にのみ電源電流を供給するようにし、さらに可変利得増幅器３１の利得を予め定められた基準値に設定して（ステップＳ２０３）、電流検出器１８の検出電流値を読込む（ステップＳ２０４）。このときの検出電流値をＩ１１とする。次に、この検出電流値Ｉ１１と基準電流値Ｉｒｅｆ１１を比較し（ステップＳ２０５）、両者の相関値、例えば絶対値の差｜Ｉ１１−Ｉｒｅｆ１１｜を求めて、メモリ１９に書き込む（ステップＳ２０６）。
【００４８】
次に、スイッチ３４をオン、スイッチ３３をオフにして（ステップＳ２０７）、今度は可変利得増幅器３２にのみ電源電流を供給するようにし、さらに可変利得増幅器３１の利得を予め定められた基準値に設定して（ステップＳ２０８）、電流検出器１８の検出電流値を読込む（ステップＳ２０９）。このときの検出電流値をＩ１２とする。
【００４９】
この後、送信信号源１５に対して既知信号の出力停止要求を行い（ステップＳ２１０）、検出電流値Ｉ１２と基準電流値Ｉｒｅｆ１２とを比較し（ステップＳ２１１）、両者の相関値を上記と同様に利用者の絶対値の差｜Ｉ１２−Ｉｒｅｆ１２｜として求めて、メモリ１９に書き込む（ステップＳ２１２）。
【００５０】
次に、メモリ１９に書き込まれた二種類の相関値、つまり｜Ｉ１１−Ｉｒｅｆ１１｜と｜Ｉ１２−Ｉｒｅｆ１２｜の比を計算し（ステップＳ２１３）、この比｜Ｉ１１−Ｉｒｅｆ１１｜／｜Ｉ１２−Ｉｒｅｆ１２｜に基づいて可変利得増幅器３１，３２の利得配分を決定し、この配分に基づき各々の利得を設定する（ステップＳ２１４）。
【００５１】
そして、この状態でスイッチ３３，３４が共にオンとされ、この状態で通信が行われる（ステップＳ２１５）。
【００５２】
この通信中は、コントローラ２０内のタイマによるスリープモードに入り、通信が途絶するまで所望の時間間隔で覚醒し、最初のステップＳ２０１に戻って同様の処理を繰り返す。すなわち、ステップＳ２１７で通信が終了したと判断されるまで、ステップＳ２１８で通信動作が一定時間経過したかかどうかを見て、一定時間経過するとステップＳ２０１に戻る。
【００５３】
なお、基準電流値Ｉｒｅｆ１１，Ｉｒｅｆ１２としては、例えば携帯無線機の製作の最終段階で、電波無響室内において携帯無線機に既知信号の出力を行わせ、アンテナ選択スイッチ１３をアンテナ１１，１２にそれぞれ接続した状態で測定された電流検出器１８（電流計）の値を求めればよい。こうして求められた基準電流値Ｉｒｅｆ１１，Ｉｒｅｆ１２の値がメモリ１９に記憶される。
【００５４】
一方、可変利得増幅器３１，３２への利得配分に関しては、ステップＳ２１３で求められた二つの相関値の比｜Ｉ１１−Ｉｒｅｆ１１｜／｜Ｉ１２−Ｉｒｅｆ１２｜を次式に示すようにβとして、
β＝｜Ｉ１１−Ｉｒｅｆ１１｜／｜Ｉ１２−Ｉｒｅｆ１２｜
α＝（β＋１）／β
に代入する。
【００５５】
そして、こうして得られた値αに可変利得増幅器３１，３２の最大利得を掛け合わせた値を増幅器３１の利得値とし、（１−α）に同じく可変利得増幅器３１，３２の最大利得を掛け合わせた値を増幅器３２の利得値とする。
【００５６】
このようにすると、人体の近接によるアンテナ１１，１２での反射に伴う可変利得増幅器３１，３２の特性劣化に合わせて両増幅器３１，３２への利得配分を適切に行うことができ、同時に可変利得増幅器３１，３２の総合利得を一定として、送信電力を常に一定にすることができる。
【００５７】
このように本実施形態によれば、アンテナ１１，１２に対応して個別に設けられた送信増幅器として用いられる可変利得増幅器４１，４２への利得配分を各増幅器４１，４２毎の電流検出器１８での検出電流値に基づいて最適化することにより、アンテナ１１，１２のうち人体の影響による劣化の少ないアンテナからの送信電力を増加させ、逆に劣化の多い方のアンテナからの送信電力を減らすことによって、効率よく電波の送信を行うことが可能となる。
【００５８】
（第４の実施形態）
図１０は、本発明の第４の実施形態に係る携帯無線機の構成を示すブロック図である。本実施形態では、アンテナ１１，１２にそれぞれ接続された送信増幅器４１，４２は固定利得増幅器である。
【００５９】
これらの送信増幅器４１，４２と送信信号源１５との間には、送信信号を中間周波から所要の高周波へと周波数変換（アップコンバート）するアップコンバータ４０が挿入され、このアップコンバータ４０内に第３の実施形態と同様の利得配分が行われるように制御される可変利得増幅器が設けられている。
【００６０】
図１１は、アップコンバータ４０の内部構成を示している。送信信号源１５と送信増幅器４１，４２との間に、周波数変換のためのミキサ４３，４４が挿入されている。
【００６１】
一方、ローカル信号に相当する高周波の基準信号を生成する基準信号源４５が設けられており、この基準信号源４５から出力される基準信号は２分配され、可変利得増幅器４６，４７に入力される。ここで、図１０の固定利得の送信増幅器４１，４２を主増幅器とすると、可変利得増幅器４６，４７は前置増幅器の役割を果たす。これらの可変利得増幅器４６，４７により増幅された基準信号は、ミキサ４３，４４により送信信号源４５から出力された中間周波の送信信号に掛け合わされ、高周波の送信信号として図１０の送信増幅器４１，４２にそれぞれ入力される。
【００６２】
本実施形態においては、可変利得増幅器４６，４７の利得配分がコントローラ３０によって制御される。この場合のコントローラ３０の処理は、利得配分の決定それに基づく利得制御の対象が送信増幅器である可変利得増幅器４１，４２から、アップコンバータ４０内の基準信号増幅用の可変利得増幅器４６，４７に置き換わっている点以外、図９に示したフローチャートの手順と同一であるので、説明を省略する。
【００６３】
（第５の実施形態）
次に、本発明の第５の実施形態として、これまで説明した第１乃至第４の実施形態の携帯無線機で用いるアンテナ１１，１２として好ましいアンテナの構成法を説明する。
【００６４】
まず、図１２を用いて本実施形態の背景について述べる。図１２（ａ）（ｂ）は、それぞれアンテナ１１０が筐体１００の頂部の上側及び下側に配置されたときの耳朶との関係を示している。
【００６５】
携帯無線機は、耳に押し付けられて保持された状態となっている。図１２にも示されているように、耳朶の上端部分は一般に突出しているため、図１２（ａ）に示されるようにアンテナ１１０に近接、接触しやすい。一方、耳朶の中部から下部にかけての部分は、上端部に比較すると凹んだ構造になっているため、上端部に比べるとアンテナ１１０から離れやすい。
【００６６】
従って、図１２（ｂ）のようにアンテナ１１０を耳朶の中央から下になるように常に配置できるようにすることで、人体の影響を軽減もしくは排除することが可能になる。しかしながら、近年の携帯無線機の小型化により、このようにアンテナ１１０を配置することは現実には難しくなっている。
【００６７】
例えば、携帯無線機を右手と左手でそれぞれ保持する場合、アンテナはいずれか一方の手で保持されたとき耳朶の上端部から離れた位置にあると、他方の手で保持されたときは上端部に近接する位置になってしまうことになる。アンテナを無線機筐体の頂部の中央に配置する方法もあるが、小型化された端末では、このような中央配置では耳朶の上端から大きく離れることができず、十分性能を改善することが困難になる。
【００６８】
本実施形態は、このような点を考慮して図１３に示すようにアンテナを構成・配置したものである。本実施形態のアンテナ構成は、アンテナに近接する耳朶の上端部の影響を削減する効果がある。図１３において（ａ）はアンテナを模式的に示し、（ｂ）はより具体的に示している。
【００６９】
図１３（ａ）（ｂ）において、１００は無線機筐体、１０１は受話器、１０２は送話器である。図１３（ａ）に示すように、アンテナ１１，１２は無線機筐体１００の頂部に、互いに極力離れるように頂部の長手方向（無線機筐体１００の幅方向）に並べて配置されている。このようにアンテナ１１，１２を配置することで、左右いずれの手で携帯無線機が保持されたとしても、耳朶の上端部からいずれからのアンテナが必ず離れることが可能となる。
【００７０】
従って、第１、第２の実施形態に従って耳朶からより離れた方のアンテナを選択することで、あるいは、第３、第４の実施形態に従って耳朶からより離れた方のアンテナへの利得配分をより大きくすることで、耳朶の上端部の影響を削減することが可能となる。耳朶からより離れた方のアンテナは、第１〜第４の実施形態で述べたように、電流検出器１８での検出電流値に基づいて認識することができる
図１３（ａ）のアンテナ１１，１２は、具体的には例えば図１３（ｂ）に示すように小形のモノポールアンテナであるヘリカルアンテナ１１Ａ，１２Ａにより実現することができる。なお、実際にはヘリカルアンテナ１１Ａ，１２Ａには破線で示すようにキャップが装着される。
【００７１】
（第６の実施形態）
図１４（ａ）（ｂ）は、本発明の第６の実施形態に係るアンテナの構成・配置を示している。本実施形態では、一方のアンテナ１１を無線機筐体１００の頂部に配置し、他方のアンテナ１２を無線機筐体１００の背面、つまり受話器１０１及び送話器１０２が配置された面（前面部）と反対側の面に配置している。
【００７２】
本発明では、これまで述べて来たように、人体の影響の少ないアンテナを選択したり、そのアンテナへの電力配分を相対的に大きくすることによって、通信性能を改善することが基本である。このような構成をより効率良く実現するためには、二つの方法がある。
【００７３】
一つは、図１３に示した第５の実施形態の手法であり、アンテナ１１，１２の配置位置を変えて、両アンテナ１１，１２の人体からの距離を異ならせる方法である。もうーつの方法は、本実施形態のようにアンテナ１１，１２の形式（放射特性）を異ならせることによって、人体からの影響を異ならせる方法である。
【００７４】
本実施形態では、図１４（ａ）に示すようにアンテナ１１は無線機筐体１００の頂部に配置されているので、このアンテナ１１は無指向性となる。導電性筐体ないしは内部に導電性部品を多数を有する筐体の頂部に配置されたアンテナが無指向性となることは、既に知られている。
【００７５】
一方、アンテナ１２は無線機筐体１００の面上にあるいは面に近接して配置される。このようにアンテナ１２を配置すると、配置された面からの放射が強くなり、アンテナ１２の放射特性は設置された面に対して法線方向に強い指向性を有することになる。特に、図１４（ａ）ではアンテナ１２が人体頭部が密着する面の反対側（背面側）に設置されていることから、通話時は人体頭部の影響が軽減されることが期待できる。
【００７６】
しかしながら、例えば待ち受け状態においては、アンテナ１２が取り付けられている面に他の物体が近接してしまう場合があり得る。例えば、胸ポケットに携帯無線機を入れている場合、机上に携帯無線機を配置した場合などである。このような場合、アンテナ１１の方が近接する物体の影響が小さくなる。
【００７７】
従って、図１４（ａ）のようにアンテナ１１，１２を配置し、通話時にはアンテナ１２、待ち受け時にはアンテナ１１がそれぞれ選択されるようにするか、あるいは、通話時にはアンテナ１２に、待ち受け時にはアンテナ１１により多く電力配分がなされるようにすることにより、通話時及び待ち受け時のいずれの状態においても、高い通信性能を得ることができる。
【００７８】
図１４（ｂ）は、図１４（ａ）のアンテナ１１，１２の具体例を示している。無指向性アンテナであるアンテナ１１は、図１３（ｂ）と同様に小形モノポールアンテナであるヘリカルアンテナ１１Ｂで実現されている。一方、指向性アンテナであるアンテナ１２は、無線機筐体１００に内蔵された逆Ｆ型アンテナ１２Ｂで実現されている。
【００７９】
なお、以上の実施形態ではアンテナが２個の場合について説明したが、３個以上であっても、本発明を同様に適用することができる。
【００８０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の携帯無線機によれば、各アンテナに対応する電源電流値に基づいてアンテナの選択あるいは適正な電力配分を行うことにより、人体の近接によるアンテナ特性の劣化を効果的に改善して良好な通信を行うことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る携帯無線機の構成を示すブロック図
【図２】本発明で実験に用いた無線機モデルの説明図
【図３】人体とアンテナ間の距離と無線機の消費電流の関係を示す図
【図４】人体とアンテナ間の距離と無線機の放射電力の関係を示す図
【図５】図４の測定条件について示す図
【図６】第１の実施形態における最適なアンテナの選択のための制御手順を示すフローチャート
【図７】本発明の第２の実施形態に係る携帯無線機の構成を示すブロック図
【図８】本発明の第３の実施形態に係る携帯無線機の構成を示すブロック図
【図９】第３の実施形態における可変利得増幅器の最適な利得配分決定のための制御手順を示すフローチャート
【図１０】本発明の第４の実施形態に係る携帯無線機の構成を示すブロック図
【図１１】図１０におけるアップコンバータの内部構成とコントローラとの関係を示すブロック図
【図１２】本発明を説明するための人体頭部装着時の携帯無線機のアンテナと耳朶との位置関係を示す図
【図１３】本発明の第５の実施形態に係る携帯無線機におけるアンテナの配置及び形状の例を示す図
【図１４】本発明の第５の実施形態に係る携帯無線機におけるアンテナの配置及び形状の他の例を示す図
【図１５】携帯無線機の端末厚さの変化による人体頭部装着時のアンテナと耳朶との位置関係の変化を示す図
【図１６】携帯無線機の人体頭部装着時にアンテナが頭部に近接することによって生じる水平方向に対するアンテナ利得の劣化を示す図
【符号の説明】
１１，１２…アンテナ
１３…アンテナ選択スイッチ
１４…送信回路
１５…送信信号源
１６…送信増幅器
１７…電源回路
１８…電流検出器
１９…メモリ
２０…コントローラ
２１…アイソレータ
２２，２３…アイソレータ制御スイッチ
３０…コントローラ
３１，３２…可変利得増幅器
３３，３４…電源電流制御スイッチ
４０…アップコンバータ
４１，４２…送信増幅器（固定利得増幅器）
４３，４４…ミキサ
４５…基準信号源
４６，４７…可変利得増幅器
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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