(57)【要約】  本発明は、第１のアンテナ素子及び第２のアンテナ素子を有するアンテナダイバーシティであって、上記アンテナ素子の一方がアクティブモードにおいて動作されるのに対して、上記アンテナ素子の他方が寄生モードにおいて動作されるアンテナダイバーシティに関する。本発明の目的は、アクティブアンテナとトランシーバとの間のアクティブパス上の電磁信号について予め定められた信号品質基準を最大化することをより一層可能にすることによって、不整合の量を更に最小化することにある。この目的は、第１のアンテナ素子を寄生モードにおいて動作し、同時に第２のアンテナ素子をアクティブモードにおいて動作するか、又は各々のアンテナ素子を逆のモードにおいて動作するかの何れかを行うためのスイッチングユニット１２０によって、また、予備選択ユニット１３０を供給すると共に、上記不整合の量が予め定められたスレッショルド値を下回り、同時に送受信された電磁信号について予め定められた品質基準が最も良好に満足されることを確実にするアンテナダイバーシティについて最適なコンフィグレーションを選択するための選択ユニット１４０を供給することによって、解決される。このアンテナダイバーシティは、更に、上記の選択されたコンフィグレーションを調整するための制御ユニット１５０を有する。更に、本発明は、このようなアンテナダイバーシティを動作するための方法に関する。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子装置のアンテナダイバーシティ、特にセルラー端末のアンテナダイバーシティであって、
第１のアンテナ素子及び第２のアンテナ素子を有し、前記アンテナ素子の一方が、電磁信号を送受信するための前記電子装置のトランシーバに接続されることによって、アクティブモードにおいて動作されるのに対して、前記アンテナ素子の他方が、電磁結合のために前記アクティブモードにおけるアンテナ素子のインピーダンスを干渉することによって、寄生モードにおいて動作され、
前記寄生モードにおけるアンテナ素子が、調整可能なインピーダンスをもつ、
アンテナダイバーシティにおいて、
前記第１のアンテナ素子を前記寄生モードにおいて動作し、同時に前記第２のアンテナ素子を前記アクティブモードにおいて動作するか、又は別法として、前記第１のアンテナ素子を前記アクティブモードにおいて動作し、同時に前記第２のアンテナ素子を前記寄生モードにおいて動作するかの何れかを行うためのスイッチングユニットと、
前記アクティブモードにおける前記アンテナ素子の前記インピーダンスと、前記トランシーバのインピーダンスとの間の不整合の量が、予め定められたスレッショルド値を下回ることを確実にする前記アンテナダイバーシティのＮコンフィグレーションをそれぞれ供給するための予備選択ユニットであって、前記コンフィグレーションの各々が、前記スイッチングユニットの位置のため前記寄生モードにおいて動作されるアンテナ素子の前記インピーダンスの特定の予め定められた量と組み合わせて前記スイッチングユニットの特定の位置を表す、当該予備選択ユニットと、
前記予備選択ユニットにより供給された複数の前記Ｎコンフィグレーションから、前記送受信された電磁信号について予め定められた信号品質基準を最も良好に満足する単一の特定のコンフィグレーションを選択するための選択ユニットと、
前記選択された特定のコンフィグレーションに従って、前記スイッチングユニットの前記位置のため前記寄生モードにおいて動作される前記アンテナ素子の前記インピーダンスの前記量及び前記スイッチングユニットの前記位置を調整するための制御ユニットとを有することを特徴とするアンテナダイバーシティ。
【請求項２】
アンテナ素子の一方が、電磁信号を送受信するための電子装置のトランシーバに接続されることによって、アクティブモードにおいて動作可能であるのに対して、前記アンテナ素子の他方が、前記アクティブモードにおけるアンテナ素子への電磁結合のため前記アクティブモードにおけるアンテナ素子のインピーダンスを干渉することによって、寄生モードにおいて動作可能である、第１のアンテナ素子及び第２のアンテナ素子を含む電子装置のアンテナダイバーシティ、特にセルラー端末について用いられるアンテナダイバーシティを動作するための方法において、
前記アクティブモードにおけるアンテナ素子の前記インピーダンスと前記トランシーバのインピーダンスとの間の不整合の量が、予め定められたスレッショルド値を下回ることを確実にする前記アンテナダイバーシティのＮコンフィグレーションをそれぞれ供給するステップであって、前記コンフィグレーションの各々は、前記第１のアンテナ素子が前記寄生モードにおいて動作され、同時に前記第２のアンテナ素子が前記アクティブモードにおいて動作されるか、又は前記アンテナ素子の各々が逆のモードにおいて動作されるかの何れかの特定の状況を、現在前記寄生モードにおいて動作されるアンテナ素子の前記インピーダンスの特定の予め定められた量と組み合わせて表す、当該ステップと、
複数の前記Ｎコンフィグレーションから、前記送受信された電磁信号について予め定められた信号品質基準を最も良好に満足する単一の特定のコンフィグレーションを選択するステップと、
前記選択された特定のコンフィグレーションを調整するステップとを含むことを特徴とする方法。
【請求項３】
前記方法の各ステップが、予め定められた時間間隔の後に又は時折繰り返されることを特徴とする、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記Ｎコンフィグレーションを供給するステップが、
ａ１）前記第１のアンテナ素子を前記アクティブモードにおいて動作し、前記第２のアンテナ素子を前記寄生モードにおいて動作するサブステップと、
ａ２）前記第２のアンテナ素子のインピーダンスをｎ１個の異なる量にシーケンシャルに変えて、前記第１のアンテナ素子の前記インピーダンスと前記トランシーバのインピーダンスとの間の不整合の調整量と、前記第１のアンテナ素子によって送受信された前記電磁信号に関する前記信号品質基準の性能の調整の度合いとを、それぞれ、検出するサブステップと、
ｂ１）前記第１のアンテナ素子を前記寄生モードにおいて動作し、前記第２のアンテナ素子を前記アクティブモードにおいて動作するサブステップと、
ｂ２）前記第１のアンテナ素子の前記インピーダンスをｎ２個の異なる量にシーケンシャルに変えて、前記第２のアンテナ素子の前記インピーダンスと前記トランシーバの前記インピーダンスとの間の不整合の調整量と、前記第２のアンテナ素子によって送受信された前記電磁信号に関する前記信号品質基準の性能の調整の度合いとを、それぞれ、検出するサブステップと、
ｃ）Ｎコンフィグレーションのインピーダンス不整合の量が、予め定められたスレッショルド値を下回る、当該ＮコンフィグレーションをＮ≦ｎ１＋ｎ２であるｎ１＋ｎ２個のコンフィグレーションから選択し供給するサブステップとを含むことを特徴とする、請求項２又は３に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、請求項１のプリアンブルに記載の電子装置のアンテナダイバーシティ、特にセルラー端末のアンテナダイバーシティと、請求項２のプリアンブルに記載の前記アンテナダイバーシティを動作するための方法とに関する。
【背景技術】
【０００２】
アンテナダイバーシティは、当技術分野においてかなり知られている。シングルアンテナと比較して、アンテナダイバーシティは、高められる音声品質と、より少ない通話の途切れと、ビル、テーブル、椅子、木などに当たって無線信号の反射又は偏向を生じるような敵対的な信号環境においてさえ拡張される範囲とを可能にする。
【０００３】
既知のアンテナダイバーシティについての実施例は、Scott,N.L.，Leonard-Taylor,M.O.及びVaughan,R.G.著の論文「ワイヤ及びモノポールプロトタイプにより例示された切り換えられる寄生素子を用いるシングルポート適応型アンテナからのダイバーシティ利得（Diversity gain from a single-port adaptive antenna using switched parasitic elements illustrated with a wire and monopole prototype）」アンテナ及び伝搬(A&P：Antennas and Propagation)に関するIEEE（米国電気電子技術者協会）会報，第４７巻，第６号，１０６６〜１０７０ページ，１９９９年６月発行に開示されている。この論文に開示されているアンテナダイバーシティは図２に示され、以下に簡単に説明される。
【０００４】
図２によれば、アンテナダイバーシティは、これ以降、アクティブモードにおいて動作するアンテナ素子とも呼ばれる、１つのアクティブアンテナ２１を有している。このダイバーシティは、更に、これ以降、寄生モードにおいて動作するアンテナ素子とも呼ばれる、少なくとも２つの寄生アンテナ２２ａ及び２２ｂを有している。アクティブアンテナ２１がトランシーバ２３に接続されるのに対して、寄生アンテナ２２ａ及び２２ｂは上記トランシーバ２３に接続されない。しかし、寄生アンテナ及びアクティブアンテナは互いに近接して置かれるために、各々の寄生アンテナと各々のアクティブアンテナとの間に電磁結合がある。アクティブアンテナ２１が、本来、固定インピーダンス（図示略）を有するのに対して、寄生アンテナ２２ａ及び２２ｂのインピーダンス２４ａ及び２４ｂは、アクティブアンテナを介して送受信されるべき信号の放射パターンが最適化されるように、すなわち、アンテナ上に低い相関信号のみがあるように、制御ユニット２５を介して別個に制御可能である。
【０００５】
より具体的には、制御ユニット２５は次に述べるように動作する。寄生アンテナ２２ａ及び２２ｂのスイッチ２６ａ及び２６ｂを制御することによって、制御ユニット２５は、アクティブパス上の電磁信号の上記寄生アンテナの調整された放射パターンに関して、寄生アンテナ２２ａ及び２２ｂのインピーダンスの異なる組み合わせを、それぞれ、チェックする。
【０００６】
信号の強度について検出された値は、メモリに記憶される。最終的に、最適な放射パターンを表すインピーダンスの組み合わせが、制御ユニット２５によって選択され調整される。最適な放射パターンを確実にする組み合わせを検出するために、寄生アンテナの異なるインピーダンスの組み合わせをテストする説明されたプロセスは、必要に応じて、寄生アンテナの調整されたインピーダンスを更新するために、時折繰り返される。
【０００７】
図２において、２つのスイッチ２６ａ及び２６ｂは、各々、３つのインピーダンス状態をとることが可能であり、寄生素子について３２個のコンフィグレーションをもたらす。これらの種々のコンフィグレーションは、アクティブアンテナによって見られるインピーダンスに変化をもたらすであろう。許容されるコンフィグレーションを、主要なコンフィグレーションにおける回転型及び反射型の対称の変化形態に制限することによって、上記の欠点は避けられる、すなわち、インピーダンス変化が調節される。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかし、図２によるアンテナダイバーシティの動作中、アクティブアンテナ２１のインピーダンスと、トランシーバ２３のインピーダンスとの間の、好ましくない不整合が依然として残っている。
【０００９】
従って、前述の開示にもとづいて、本発明の目的は、アクティブアンテナとトランシーバとの間のアクティブパス上の電磁信号について予め定められた信号品質基準を最大化することをより一層可能にすることによって、不整合の量を更に最小化することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
この目的は、請求項１の主題によって解決される。より具体的には、この目的は、当技術分野において知られるアンテナダイバーシティに対して、第１のアンテナ素子を寄生モードにおいて動作し、同時に第２のアンテナ素子をアクティブモードにおいて動作するか、又は別法として、第１のアンテナ素子をアクティブモードにおいて動作し、同時に第２のアンテナ素子を寄生モードにおいて動作するかの何れかを行うためのスイッチングユニットと、アクティブモードにおけるアンテナ素子のインピーダンスとトランシーバのインピーダンスとの間の不整合の量が、予め定められたスレッショルド値を下回ることを確実にするアンテナダイバーシティのＮコンフィグレーションをそれぞれ供給するための予備選択ユニットであって、上記コンフィグレーションの各々が、上記スイッチングユニットの位置のため寄生モードにおいて動作されるアンテナ素子のインピーダンスの特定の予め定められた量と組み合わせてスイッチングユニットの特定の位置を表す、当該予備選択ユニットと、この予備選択ユニットにより供給された複数のＮコンフィグレーションから、送受信された電磁信号について予め定められた信号品質基準を最も良好に満足する単一の特定のコンフィグレーションを選択するための選択ユニットと、この選択された特定のコンフィグレーションに従って、スイッチングユニットの位置のため寄生モードにおいて動作されるアンテナ素子のインピーダンスの量及びスイッチングユニットの位置を調整するための制御ユニットとを供給することによって、解決される。
【００１１】
予め定められた信号品質基準は、例えば、最高の信号対雑音比（ＳＮＲ）として及び／又は最高の信号強度として及び／又は最高の信号対干渉比（ＳＩＲ）として及び／又は最高の信号対雑音干渉比（ＳＮＩＲ）として規定され得る。
【００１２】
本発明の説明された実施形態は、最終的に選択された特定のコンフィグレーションによる調整のため２つの要求仕様、第１に好ましくない不整合が最小化され、すなわち、予め定められたスレッショルド値を下回り、従って、第２にアクティブパス上において送受信された電磁信号の信号品質基準の性能の度合いが最高であるという要求仕様が同時に満たされるという利点を有する。
【００１３】
更に、インピーダンス変化、すなわち、制御ユニットにより生じた寄生モードにおけるアンテナ素子のインピーダンスの変化が、予め定められたスレッショルド値を下回るように保持されることが可能であり、そのため、従来技術とは対照的に、上記インピーダンス変化は、アクティブアンテナのインピーダンスに対してほとんど悪影響を及ぼさない。従って、こうしたインピーダンス変化は除去されているものとしてみなされ得る。
【００１４】
最終的に、本発明の好ましい実施形態によれば、本発明のアンテナダイバーシティは、有利に、単に１つの寄生アンテナを必要とするのに対して、従来技術においては、少なくとも２つの寄生アンテナが対称性を実現するために必要とされる。しかしながら、それでもやはり、本発明の技術的な教示は、同様に、アンテナ素子の第１のグループが寄生モードにおいて動作され、同時にアンテナ素子の第２のグループがアクティブモードにおいて動作されるか、又は各々のアンテナ素子が逆のモードにおいて動作されるかの何れかを行う、アンテナ素子の第１のグループ及び第２のグループに適用されてもよい。
【００１５】
本発明の上記に確認された目的は、更に、方法の独立請求項２の主題によって解決される。この方法の請求項の利点は、請求項１に関して上記に記載された利点に対応する。
【００１６】
有利に、スイッチングユニットと、このスイッチングユニットの位置のために寄生モードにおいて動作されるアンテナ素子のインピーダンスとの調整は、時折又は予め定められた時間に繰り返される。こうした繰り返しは、有利に、選択された及び調整されたインピーダンスコンフィグレーションの正確な適合を可能にし、そのため、アクティブパス上の電磁信号について予め定められた信号品質基準の性能の度合いが常に最大化される。
【００１７】
本発明の他の有利な実施形態は、残りの従属請求項の主題に記載される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下において、本発明の好ましい実施形態が、図１を参照して説明されるであろう。
【００１９】
図１は、電磁装置のアンテナダイバーシティ、特に、電話又はポケットベルなどのようなワイヤレス及びセルラー端末のアンテナダイバーシティを示す。このアンテナダイバーシティは、第１のアンテナ素子１１０ａ及び第２のアンテナ素子１１０ｂを有している。これらのアンテナ素子は、第１のアンテナ素子１１０ａを寄生モードにおいて動作し、同時に第２のアンテナ素子１１０ｂをアクティブモードにおいて動作するか、又は別法として、第１のアンテナ素子１１０ａをアクティブモードにおいて動作し、同時に第２のアンテナ素子１１０ｂを寄生モードにおいて動作するかの何れかを行うために、スイッチングユニット１２０に接続されている。アクティブモード及び寄生モードは、図２を参照して上記に既に説明されている。
【００２０】
本発明のアンテナダイバーシティは、更に、アンテナダイバーシティの全ての利用可能なコンフィグレーションをテストし、最終的に全てのテストされたコンフィグレーションから、アクティブモードにおけるアンテナ素子のインピーダンス（図示略）とアンテナダイバーシティのトランシーバ１６０のインピーダンスとの間の不整合の量が、予め定められたスレッショルド値を下回ることを確実にするＮ−コンフィグレーションを選択するために、予備選択（pre-selection，プリセレクション）ユニット１３０を有している。ユニット１３０の動作の詳細な説明は、以下になされる。
【００２１】
用語「コンフィグレーション(configuration)」とは、第１のパラメータが、スイッチングユニット１２０の２つの可能な位置のうち１つの特定の位置を表し、第２のパラメータが、上記スイッチングユニットの位置のため寄生モードにおいて動作されるアンテナ素子のインピーダンスの選択された又は調整された量を表す、２つのパラメータのグループを意味する。
【００２２】
更に、アンテナダイバーシティは、予備選択ユニット１３０によって供給された複数のＮ−コンフィグレーションから、送受信された電磁信号について予め定められた信号品質基準を最も良好に満足する単一の特定のコンフィグレーションを選択するための選択ユニット１４０を有している。
【００２３】
更に、アンテナダイバーシティは、スイッチングユニット１２０の位置と、選択された特定のコンフィグレーションに従って、寄生モードにおいて動作されるアンテナ素子１１０ａ又は１１０ｂのインピーダンス１７０ａ又は１７０ｂの量とを調整するための制御ユニット１５０を有している。
【００２４】
以下において、予備選択ユニット１３０の動作がより詳細に説明される。具体的には、上記の動作は、
【００２５】
ａ１）第１のアンテナ素子をアクティブモードにおいて動作し、第２のアンテナ素子を寄生モードにおいて動作するステップと、
ａ２）第２のアンテナ素子のインピーダンスをｎ１個の異なる量にシーケンシャルに変えて、第１のアンテナ素子のインピーダンスとトランシーバ（１６０）のインピーダンスとの間の不整合の調整量と、第１のアンテナ素子によって送受信された電磁信号に関する信号品質基準の性能の調整の度合いとを、それぞれ、検出するステップと、
ｂ１）第１のアンテナ素子を寄生モードにおいて動作し、第２のアンテナ素子をアクティブモードにおいて動作するステップと、
ｂ２）第１のアンテナ素子のインピーダンスをｎ２個の異なる量にシーケンシャルに変えて、第２のアンテナ素子のインピーダンスとトランシーバ（１６０）のインピーダンスとの間の不整合の調整量と、第２のアンテナ素子によって送受信された電磁信号に関する信号品質基準の性能の調整の度合いとを、それぞれ、検出するステップと、
ｃ）Ｎコンフィグレーションのインピーダンス不整合の量が、予め定められたスレッショルド値を下回る、当該ＮコンフィグレーションをＮ≦ｎ１＋ｎ２であるｎ１＋ｎ２個のコンフィグレーションから選択し供給するステップとを有する。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明によるアンテナダイバーシティの好ましい実施形態を示す図である。
【図２】当技術分野において知られているアンテナダイバーシティを示す図である。
【図１】
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【図２】
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【国際調査報告】
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2005512389.tif 000006
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