(57)【要約】【課題】スペースダイバーシチ効果が得られ、高品質な無線通信路を確保する。【解決手段】メインアンテナは偏波ダイバーシチ効果を、サブアンテナはスペースダイバーシチ効果，偏波ダイバーシチ効果を得るように配置され、送受信切替ダイバーシチスイッチ２３はダイバーシチ信号によりメインアンテナＡ１１及びＢ１３又はサブアンテナＡ１２及びＢ１４を選択し、角度センサ２８は自機の傾き角度を検出し閾値により信号を出力し、切替スイッチ２１，２２は信号が変化した際にダイバーシチ信号３０のタイミングでメインアンテナＡ４１若しくはＢ４３又はサブアンテナＡ４２若しくはＢ４４を選択する。【選択図】図２
2008118456.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
偏波ダイバーシチ効果を得るように配置された第１及び第２のメインアンテナと、
上記第１及び第２のメインアンテナから所定の距離にスペースダイバーシチ効果を得るように配置されると共に、偏波ダイバーシチ効果を得るように配置された第１及び第２のサブアンテナと、
スペースダイバーシチ効果を得るためのダイバーシチ信号により上記第１及び第２のメインアンテナ又は上記第１及び第２のサブアンテナを選択するダイバーシチスイッチと、
自機の傾き角度を検出し傾き角度が所定の閾値以下及び閾値以上により２値の信号を出力する角度センサと、
該角度センサから出力された２値の信号が変化した際に、上記ダイバーシチ信号が出力されるタイミングで、上記第１若しくは第２のメインアンテナ又は上記第１若しくは第２のサブアンテナを選択する切替スイッチとを備えた電話端末。
【請求項２】
第１及び第２のメインアンテナ又は第１及び第２のサブアンテナを、１つのアンテナ素子で形成されるパッチアンテナで構成することを特徴とする請求項１記載の電話端末。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、電話端末に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、急速なパーソナルコンピュータ、インターネットの普及に伴い、高速データ通信を行う機会が急増している。これら接続には有線ＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ  Ａｒｅａ  Ｎｅｔｗｏｒｋ）が使われているが、配線工事の不便さから、無線ＬＡＮが急速に普及してきた。また、音声伝送においてもインターネットの普及に伴い、ネットワークのＩＰ（Ｉｎｔｅｒｎｅｔ  Ｐｒｏｔｃａｌ）化が急速に進んでおり、ＩＰ電話が普及してきている。これら流れから、従来のコードレス電話やＰＨＳ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ  Ｈａｎｄｙｐｈｏｎｅ  Ｓｙｓｔｅｍ）など、無線音声伝送においても、無線ＩＰ電話化が進んできた。無線ＬＡＮは出力が小さく、チャネルも少ないことから、屋内における小規模ネットワークの構成に向いており、今後ＰＨＳなどの既存システムの代替手段として急速に普及するものと思われる。
【０００３】
無線ＬＡＮ基地局は図６に示すように、壁設置５１または天井設置５２のように設置され、ＡＰ（アクセスポイント）アンテナ５３は垂直偏波無指向性アンテナが使われる。この場合、無線ＬＡＮ基地局からの屋内伝播における主偏波は垂直偏波となる。
【０００４】
従来の携帯無線ＬＡＮ電話端末（電話端末）のアンテナ配置の一例を図７に示す。図７は電話端末が縦持ちの場合、メインアンテナ６１が垂直偏波を送受信し、サブアンテナ６２が水平偏波を送受信するスペース偏波ダイバーシチ方式である。メインアンテナ６１、サブアンテナ６２にはダイポール系のアンテナが用いられ、プリント基板やフィルム基板等で構成されることが多い。電話端末は人が通話時において、どのように持つかによってアンテナの角度が決まる。例えば、縦持ちの場合、前途のとおり図７におけるメインアンテナ６１が垂直偏波となり、前途の無線ＬＡＮ基地局の主偏波と同じであり、無線ＬＡＮ基地局との通信に適するが、サブアンテナ６２は交差偏波となり、無線ＬＡＮ基地局との通信に適さない。また、横持ちの場合は図７におけるサブアンテナ６２が垂直偏波となり、メインアンテナ６１が交差偏波となり、サブアンテナ６２が無線ＬＡＮ基地局との通信に適する。
【０００５】
なお本願発明と関連するものとして特許文献１の移動端末用適応アンテナ装置がある。
【０００６】
【特許文献１】特開２００４−６４７４１号公報（段落００１６〜段落００２０）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
従来の電話端末は以上のように構成され、電話端末の持たれる角度によって適するアンテナが決まるため、偏波ダイバーシチの効果はあるが、電話端末の上下にアンテナを配置してもアンテナの配置角度が異なるため、スペースダイバーシチの効果が得られないという課題があった。
【０００８】
この発明は上記のような課題を解決するためになされたもので、電話端末の持たれる角度によって通信に適するアンテナを決定することができると共に、スペースダイバーシチ効果を得ることができ、高品質な無線通信路を確保することができる電話端末を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
この発明に係る電話端末は、偏波ダイバーシチ効果を得るように配置された第１及び第２のメインアンテナと、第１及び第２のメインアンテナから所定の距離にスペースダイバーシチ効果を得るように配置されると共に、偏波ダイバーシチ効果を得るように配置された第１及び第２のサブアンテナと、スペースダイバーシチ効果を得るためのダイバーシチ信号により第１及び第２のメインアンテナ又は第１及び第２のサブアンテナを選択するダイバーシチスイッチと、自機の傾き角度を検出し傾き角度が所定の閾値以下及び閾値以上により２値の信号を出力する角度センサと、角度センサから出力された２値の信号が変化した際に、ダイバーシチ信号が出力されるタイミングで、第１若しくは第２のメインアンテナ又は第１若しくは第２のサブアンテナを選択する切替スイッチとを備えたものである。
【発明の効果】
【００１０】
この発明によれば、電話端末の持たれる角度によって通信に適するアンテナを決定することができると共に、スペースダイバーシチ効果を得ることができ、高品質な無線通信路を確保することができるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、この発明の実施の一形態を説明する。
実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１における携帯無線ＬＡＮ電話端末（電話端末）のアンテナ配置図であり、図２はこの発明の実施の形態１における電話端末のブロック図であり、図３は電話端末と無線ＬＡＮ基地局における屋内伝播実験の結果を表す図であり、縦軸は減衰量（ｄＢ）を示し、横軸は距離（ｍ）を示す。
【００１２】
図１に示すように、本発明の電話端末のアンテナは、メインアンテナＡ（第１のメインアンテナ）１１，サブアンテナＡ（第１のサブアンテナ）１２，メインアンテナＢ（第２のメインアンテナ）１３及びサブアンテナＢ（第２のサブアンテナ）１４で構成され、図７で示す従来の技術に対して、サブアンテナＡ１２及びメインアンテナＢ１３を新しく加えた。
【００１３】
そして、図３で示すように、電話端末と無線ＬＡＮ基地局は、垂直偏波で通信を行う場合の方が水平偏波で通信を行う場合に比べ、およそ１０ｄＢ程度高い電力で通信できることが示されている。このため、電話端末と無線ＬＡＮ基地局の通信は垂直偏波が使われることが多い。
【００１４】
まず電話端末のアンテナの構成について説明する。
図１に示すように、電話端末のアンテナは、メインアンテナＡ１１，サブアンテナＡ１２，メインアンテナＢ１３及びサブアンテナＢ１４で構成され、ダイポール系のアンテナ等が使われる。電話端末のアンテナが、垂直偏波のアンテナで通信を行う場合、メインアンテナＡ１１とサブアンテナＡ１２は縦持ち時に無線ＬＡＮ基地局との通信に適した配置であり、メインアンテナＢ１３とサブアンテナＢ１４は横持ち時に無線ＬＡＮ基地局との通信に適した配置である。
【００１５】
そして、メインアンテナＡ１１とサブアンテナＡ１２との間に距離を設け、メインアンテナＢ１３とサブアンテナＢ１４の間にも距離を設け、スペースダイバーシチの効果を得るように配置する。メインアンテナＡ１１及びメインアンテナＢ１３と、サブアンテナＡ１２及びサブアンテナＢ１４の方向は、偏波ダイバーシチ効果を得るような方向に、例えばメインアンテナＡ１１とメインアンテナＢ１３が直交するように、設置する。また実施の形態１ではメインアンテナＡ１１とメインアンテナＢ１３が二本一組のアンテナで偏波ダイバーシチ効果を発生させるように構成しているが、一組におけるアンテナは何本であっても良く、また実施の形態１では二組のアンテナでスペースダイバーシチ効果を発せさせるように構成されているが、何組あっても良い。
【００１６】
次に電話端末の詳細な構成について説明する。
図２のブロック図で示すように、電話端末は、メインアンテナＡ１１と、サブアンテナＡ１２と、メインアンテナＢ１３と、サブアンテナＢ１４と、切替スイッチ２１と、切替スイッチ２２と、送受信切替ダイバーシチスイッチ（ダイバーシチスイッチ）２３と、フィルタ２４と、ＨＰＡ（大電力増幅器：Ｈｉｇｈ  Ｐｏｗｅｒ  Ａｍｐｌｉｆｉｅｒ）２５と、ＬＮＡ（低雑音増幅器：Ｌｏｗ  Ｎｏｉｓｅ  Ａｍｐｌｉｆｉｅｒ）２６と、無線ＬＡＮチップ２７と、角度センサ２８と、切替タイミング回路２９と、フィルタ３２により構成されている。
【００１７】
電話端末が電波を送信する場合、無線ＬＡＮチップ２７はベースバンド信号を外部から入力し、ＲＦ（Ｒａｄｉｏ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）周波数の信号に変換し、変換したＲＦ周波数の信号をＨＰＡ２５に出力する。ＨＰＡ２５は、無線ＬＡＮチップ２７から出力された送信信号を入力し、十分増幅して、フィルタ２４に出力する。フィルタ２４は、ＨＰＡ２５で増幅された信号を入力し、入力した信号から不要波を除去し、その不要波を削除した信号を送受信切替ダイバーシチスイッチ２３に出力する。
【００１８】
電話端末が電波を受信する場合、フィルタ３２は送受信切替ダイバーシチスイッチ２３から信号を入力し、入力した信号から不要波を除去し、その不要波を削除した信号をＬＮＡ２６に出力する。ＬＮＡ２６は、フィルタ３２で不要波を除去した信号を入力し、十分信号を増幅し、無線ＬＡＮチップ２７に出力する。無線ＬＡＮチップ２７がＬＮＡ２６からＲＦ周波数の信号を入力し、入力したＲＦ周波数の信号をベースバンド信号に変換し、この変換したベースバンド信号を外部に出力する。
【００１９】
また、無線ＬＡＮチップ２７は、アンテナから受信状態を入力し、送受信・ダイバーシチの切替制御を行うためのダイバーシチ信号３０を生成し、このダイバーシチ信号３０を送受信切替ダイバーシチスイッチ２３及び切替タイミング回路２９に出力する。
【００２０】
送受信切替ダイバーシチスイッチ２３は、送信時にはフィルタ２４から入力した送信信号を切替スイッチ２１や切替スイッチ２２に出力し、受信時には切替スイッチ２１や切替スイッチ２２から入力した受信信号をフィルタ３２に出力する。また送受信切替ダイバーシチスイッチ２３は、無線ＬＡＮチップ２７から入力したダイバーシチ信号３０を用いて、メインアンテナ（メインアンテナＡ１１及びメインアンテナＢ１３）又はサブアンテナ（サブアンテナＡ１２及びサブアンテナＢ１４）のいずれか一方に、切り替えるダイバーシチ選択機能を有する。
【００２１】
角度センサ２８は、電話端末の傾き角度を検出するのみを行い、方位検出まで行う必要はない。また、角度センサ２８は、自機の傾き角度を検出し、傾き角度が所定の閾値以下及び閾値以上により２値の信号を切替タイミング回路２９に出力する。
【００２２】
切替タイミング回路２９は、角度センサ２８の出力を入力し、無線ＬＡＮチップ２７からダイバーシチ信号３０を入力し、切替スイッチ２１及び切替スイッチ２２にＡ／Ｂ切替信号３１を出力する。
【００２３】
切替スイッチ２１は、切替タイミング回路２９から入力するＡ／Ｂ切替信号３１を用いて、メインアンテナＡ１１とメインアンテナＢ１３を切替え、切替スイッチ２２は、切替タイミング回路２９から入力するＡ／Ｂ切替信号３１を用いて、サブアンテナＡ１２とサブアンテナＢ１４を切替える。
【００２４】
次にアンテナの切替動作について説明する。
図４はこの発明による電話端末のアンテナ切替タイミングの図であり、角度センサ２８の出力と、ダイバーシチ信号３０と、Ａ／Ｂ切替信号３１と、トリガー３３を図示している。
【００２５】
無線ＬＡＮチップ２７は、アンテナの受信状態に合わせて、例えば、メインアンテナを選択時にはＬ（Low Level）で、サブアンテナ選択時にはＨ（High Level）となるダイバーシチ信号３０を送受信切替ダイバーシチスイッチ２３と切替タイミング回路２９に出力する。送受信切替ダイバーシチスイッチ２３は、Ｌ（Low Level）のダイバーシチ信号３０を入力した場合、メインアンテナを選択し、Ｈ（High Level）のダイバーシチ信号３０を入力した場合、サブアンテナを選択する。
【００２６】
角度センサ２８は、電話端末の傾き角度の検出を行い、例えば、傾き角度の閾値を４５度とし、検出した角度が０〜４５度の場合、Ｌ（Low Level）の角度センサ２８の出力を出力し、また検出した角度が４５〜９０度の場合、Ｈ（High Level）の角度センサ２８の出力を生成する。このように、角度センサ２８は、角度センサ２８が自機の傾き角度を検出し、傾き角度が所定の閾値以下及び閾値以上により２値の信号を出力する。
【００２７】
切替タイミング回路２９はこの角度センサ２８の出力と無線ＬＡＮチップ２７からダイバーシチ信号３０を入力し、角度センサ２８の出力が閾値以上のＨ及び閾値以下のＬの２値の信号が変化した際に、ダイバーシチ信号３０が変化するタイミングをトリガーとして、Ａ／Ｂ切替信号３１を変化させる。
【００２８】
Ａ／Ｂ切替信号３１の出力を、図４を用いて、具体的に説明する。まず角度センサ２８の出力がＬからＨに変化しているので、トリガー３３が発生したタイミングでＡ／Ｂ切替信号３１をＬからＨに変化させる。トリガー３４が発生したとき、角度センサ２８の出力はＨの状態を維持しているので、Ａ／Ｂ切替信号３１を変化させない。そして、角度センサ２８の出力はＨからＬに変化しているので、トリガー３５の発生したタイミングでＡ／Ｂ切替信号３１をＨからＬに変化させる。その後、角度センサ２８の出力がＬからＨに変化しているので、トリガー３６が発生したタイミングでＡ／Ｂ切替信号３１をＬからＨに変化させる。トリガー３７が発生したとき、角度センサ２８の出力はＨの状態を維持しているので、Ａ／Ｂ切替信号３１を変化させない。さらに、角度センサ２８の出力はＨからＬに変化しているので、トリガー３８の発生したタイミングでＡ／Ｂ切替信号３１をＨからＬに変化させる。
【００２９】
切替スイッチ２１及び切替スイッチ２２は、このＡ／Ｂ切替信号３１を入力し、メインアンテナＡ１１若しくはメインアンテナＢ１３又はサブアンテナＡ１２若しくはサブアンテナＢ１４を選択する。
【００３０】
以上のように、実施の形態１によれば、電話端末は、偏波ダイバーシチ効果を得るように配置されたメインアンテナＡ１１及びメインアンテナＢ１３と、メインアンテナＡ１１及びメインアンテナＢ１３から所定の距離にスペースダイバーシチ効果を得るように配置されると共に、偏波ダイバーシチ効果を得るように配置されたサブアンテナＡ１２及びサブアンテナＢ１４と、スペースダイバーシチ効果を得るためのダイバーシチ信号によりメインアンテナＡ１１及びメインアンテナＢ１３又はサブアンテナＡ１２及びサブアンテナＢ１４を選択する送受信切替ダイバーシチスイッチ２３と、自機の傾き角度を検出し傾き角度が所定の閾値以下及び閾値以上により２値の信号を出力する角度センサ２８と、角度センサ２８から出力された２値の信号が変化した際に、ダイバーシチ信号３０が出力されるタイミングで、メインアンテナＡ１１若しくはメインアンテナＢ１３又はサブアンテナＡ１２若しくはサブアンテナＢ１４を選択する切替スイッチ２１及び切替スイッチ２２とを備えたことにより、電話端末の持たれる角度によって通信に適するアンテナを決定することができると共に、スペースダイバーシチ効果を得ることができ、高品質な無線通信路を確保することができるという効果を奏する。
【００３１】
また実施の形態１によれば、ダイバーシチ切替信号３０を用いて、Ａ／Ｂ切替信号３１を切り替えることにより、パケット送信中やパケット受信中に不用意に切替えることなく、パケットロスを防ぐことができるという効果を奏する。
【００３２】
実施の形態２．
図５は、この発明の実施の形態２における電話端末のアンテナ配置図である。
実施の形態２の電話端末は、メインアンテナＡ４１とサブアンテナＡ４２とメインアンテナＢ４３とサブアンテナＢ４４から構成され、メインアンテナＡ４１とメインアンテナＢ４３は、パッチアンテナで構成され、給電点にて偏波面を切替える構成とし、サブアンテナＡ４２とサブアンテナＢ４４はダイポール系アンテナで構成する。垂直偏波のアンテナで通信を行う場合、メインアンテナＡ４１とサブアンテナＡ４２が縦持ち時に無線ＬＡＮ基地局との通信に適しており、メインアンテナＢ４３とサブアンテナＢ４４が横持ち時に無線ＬＡＮ基地局との通信に適した配置となっている。また、メインアンテナＡ４１とメインアンテナＢ４３の代わりに、サブアンテナＡ４２とサブアンテナＢ４４をパッチアンテナで構成し、給電点にて偏波面を切替える構成としても良い。
【００３３】
以上のように、実施の形態２によれば、メインアンテナＡ４１及びメインアンテナＢ４３又はサブアンテナＡ４２及びサブアンテナＢ４４を、１つのアンテナ素子で形成されるパッチアンテナで構成することにより、アンテナ素子数を減らすことができ、コスト低減に寄与できるという効果を奏する。
【００３４】
本発明の電話端末の実施の形態について述べてきたが、上記実施の形態は単なる一例であり、電話端末内でのアンテナ方式、アンテナ配置方法等の種々の変更にも適用可能であることは言うまでもない。なお、本発明は以上の例に限定されるものではなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲で変更・改良を施すことは何ら差し支えない。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】この発明の実施の形態１における携帯無線ＬＡＮ電話端末（電話端末）のアンテナ配置図である。
【図２】この発明の実施の形態１における電話端末のブロック図である。
【図３】この発明の電話端末と無線ＬＡＮ基地局における屋内伝播実験の結果を表す図である。
【図４】この発明の実施の形態１による電話端末のアンテナ切替タイミングの図である。
【図５】この発明の実施の形態２における電話端末のアンテナ配置図である。
【図６】従来のＡＰアンテナの配置例の図である。
【図７】従来の携帯無線ＬＡＮ電話端末（電話端末）のアンテナ配置実施例の図である。
【符号の説明】
【００３６】
１１  メインアンテナＡ、１２  サブアンテナＡ、１３  メインアンテナＢ、１４  サブアンテナＢ、２１  切替スイッチ、２２  切替スイッチ、２３  送受信切替ダイバーシチスイッチ、２４  フィルタ、２５  ＨＰＡ、２６  ＬＮＡ、２７  無線ＬＡＮチップ、２８  角度センサ、２９  切替タイミング回路、３０  ダイバーシチ信号、３１  Ａ／Ｂ切替信号、３２  フィルタ、３３，３４，３５，３６，３７，３８  トリガー、４１  メインアンテナＡ、４２  サブアンテナＡ、４３  メインアンテナＢ、４４  サブアンテナＢ、５１  壁設置、５２  天井設置、５３  ＡＰアンテナ、６１  メインアンテナ、６２  サブアンテナ。
【図１】
2008118456.tif 000003
【図２】
2008118456.tif 000004
【図３】
2008118456.tif 000005
【図４】
2008118456.tif 000006
【図５】
2008118456.tif 000007
【図６】
2008118456.tif 000008
【図７】
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