(57)【要約】【課題】通話中に携帯電話内蔵のアンテナが人体に接近する場合や一度選択アンテナを決定した後であっても、使用アンテナの切り替えを自動的に行う。【解決手段】アンテナ１、アンテナ２は無線の送受信を行う。アンテナ切替スイッチ３はアンテナ１とアンテナ２を切替える。送信回路４は音声やパケットデータを送信する。受信回路５は音声やパケットデータを受信する。デュープレクサ６は送信回路４から出力された送信波をアンテナ２側に通過させ、アンテナ１で受信した受信波は受信回路側５に通過させ、送信回路４側からの送信波を受信回路５側へ通過させない。ＣＰＵ７はアンテナ切替スイッチ３を制御する。【選択図】      図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ｎ（ｎは２以上の整数）個の内蔵アンテナを備えた携帯電話機であって、
待ち受け中は前記ｎ個の内蔵アンテナの受信レベルを計測し、常に前記受信レベルの高いアンテナを自動選択し、通話中は機能に応じてアンテナ特性の良いものを選択することを特徴とする携帯電話アンテナ切替回路。
【請求項２】
携帯電話機に内蔵されたスピーカ近傍に実装された第１のアンテナと、前記携帯電話機に内蔵されたマイク近傍に実装された第２のアンテナとであって、
前記第１のアンテナは前記スピーカ側に位置し、主にキー操作している場合に使用し、前記第２のアンテナは前記マイク側に位置し、主に人体の耳をスピーカにあてて音声通話するときに使用し、待ち受け中は前記第１及び第２のアンテナの受信レベルを計測し、常に前記受信レベルの高いアンテナを自動選択することを特徴とする携帯電話アンテナ切替回路。
【請求項３】
無線の送受信を行う第１のアンテナ及び第２のアンテナと、前記第１のアンテナ、第２のアンテナを切替えるアンテナ切替スイッチと、音声データを変調し送信する送信回路と、音声の変調波を受信し復調する受信回路と、前記送信回路から出力された送信波を前記第２のアンテナ側に通過させ、前記第１のアンテナで受信した受信波を前記受信回路側に通過させ、前記送信回路側からの送信波を前記受信回路側へ通過させないデュープレクサと、前記アンテナ切替スイッチを制御するＣＰＵ（Ｃｅｎｔｅｒ  Ｐｒｏｃｅｓｓ  Ｕｎｉｔ）とを備えたことを特徴とする携帯電話アンテナ切替回路。
【請求項４】
前記音声の送信波及び受信波が、パケットデータの送信波及び受信波であることを特徴とする請求項３記載の携帯電話アンテナ切替回路。
【請求項５】
請求項３又は請求項４記載の携帯電話アンテナ切替回路であって、
携帯電話機の電源をＯＮにする電源投入ステップと；
セルサーチを実行し、このときアンテナは電源をＯＦＦしたときに記憶していたアンテナ側を選択するセルサーチステップと；
前記セルサーチ完了かどうかの判定を行うサーチ完了判定ステップと；
前記セルサーチを完了せずにセルサーチを失敗したときはアンテナを切り替え、他方のアンテナを選択して前記セルサーチステップに戻る第１のアンテナ切替ステップと；
前記セルサーチを完了した後、基地局との位置登録シーケンスに移行し携帯電話の位置登録を行う位置登録ステップと；
位置登録完了かどうかを判定する位置登録完了判定ステップと；
前記位置登録に失敗したときはアンテナを切り替え、他方のアンテナを選択して前記位置登録ステップに戻る第２のアンテナ切替えステップと；
前記位置登録完了判定ステップで位置登録に成功すると、位置登録完了となり待受け中に移行する待受けステップと；
待受け時のアンテナは常に受信レベルの高い方を選択するため、各々のアンテナでの受信レベルを測定して、他方のアンテナの受信レベルより高いかどうかを判定する受信レベル判定ステップと；
他方のアンテナの受信レベルより高くない場合、アンテナを切り替え、他方のアンテナを選択して前記待受けステップに戻る第３のアンテナ切替ステップと；前記受信レベル判定ステップで、アンテナの受信レベルの高い方の状態に移行し、音声通話発呼または着呼を開始する発呼・着呼ステップと；
アンテナは音声通話のときに人体による放射効率改善のため、前記ＣＰＵから前記アンテナ切替スイッチをＡ側に倒し前記第２のアンテナを選択するよう命令を出すＡ側選択ステップと；
キー操作によるパケット通信を開始するインターネット接続ステップと；
アンテナはパケット通信時キー押下が中心となるため、手による影響の少ないアンテナを選択しアンテナ放射効率改善のため、前記ＣＰＵから前記アンテナ切替スイッチをＢ側に倒し前記第１のアンテナを選択するよう命令を出すＢ側選択ステップと；
いずれの場合でも、通信中かどうかを常に判定し、通信中でなければそれぞれ終話となり、再び前記待受けステップに戻る通信判定・終了ステップと；
を備えたことを特徴とする携帯電話アンテナ切替回路の切替え方法。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか１項に記載の携帯電話アンテナ切替回路を備えたことを特徴とする携帯電話機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は携帯電話アンテナ切替回路に関し、特にＣＤＭＡ（Ｃｏｄｅ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅ  Ａｃｃｅｓｓ）方式を始めとする連続送受信を必要とする携帯電話機に内蔵アンテナを２本用い、各々使用する携帯電話の機能に応じてアンテナを使い分ける携帯電話アンテナ切替回路に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に携帯電話の小型化、薄型化が進められており、優れた可搬性を有しているが、携帯電話は通話時に利用者に近接した状態で置かれるため、アンテナに対する人体の影響が受信特性等を劣化させる要因になる。
【０００３】
最近の携帯電話には、通信品質の良好なＣＤＭＡ（Ｃｏｄｅ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅ  Ａｃｃｅｓｓ）方式を始めとする連続送受信が行える携帯電話が広く用いられている。
【０００４】
ＣＤＭＡ方式の携帯電話をはじめとする２ＧＨｚ帯域を使用する携帯電話及び２ＧＨｚ帯域以上の周波数を使用する携帯電話は、波長が短くなりアンテナ長を短くできるため小型の内蔵アンテナが適用される場合が多い。
【０００５】
内蔵アンテナを適用した場合、人体への影響が一番少ないところに設置されるが、通常通話中では人体の頭部の影響を大きく受けるため、通話中の頭部の影響を受けない場所に設置される場合が多い。
【０００６】
ところが最近の傾向によると、携帯電話でパケット通信を利用したメール機能をはじめとするインターネットへ接続する利用者が著しく増加している。すなわち、頭部の影響を受けない手によるメールのキー操作が主流になるケースも存在するようになってきている。従来では人体の頭部の影響を避けた設計が主流であったが、今後はキー操作を主として使用する場合のアンテナ特性（放射効率）も考えなければならない。これを実現するために、２本のアンテナを用い従来のダイバーシティ機能を用いることで、２本のアンテナで受信した受信電界レベルを計測し、受信電界レベルの高い方を選択することが行われている。
【０００７】
しかし、ＣＤＭＡ方式のように連続送受信するような携帯電話では、一度選択アンテナを決定した後、通話またはパケット通信中の連続送受信中ではアンテナダイバーシティにより使用アンテナの切り替えができなくなる。特に手の動作によって影響のある部分にアンテナが設置されている場合は、キー操作中受信電界レベルが不安定なため、誤ってキー操作中に不利なアンテナを選択してしまう可能性がある。このため、機能別に最適アンテナを自動的に選択する内蔵アンテナ切替機能を有する携帯電話が要求されることになる。
【０００８】
従来の携帯電話アンテナ切替回路は、２つ以上の送受信可能なアンテナを有した携帯無線装置であって、ダイバーシティ受信しているアンテナの受信電界強度を比較することで送信アンテナの選択を行っている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００９】
また、通話中に携帯電話の上筐体と下筐体が開かれ、上筐体のスピーカが耳に押し付けられて内蔵アンテナが接近することにより受信特性が劣化するが、内蔵アンテナのマニュアル切替操作により、通話中であっても良好な受信特性を得ているものもある（例えば、特許文献２参照。）。
【００１０】
【特許文献１】
特開２００２−２６１６６５号公報（第２−４頁、図２）
【特許文献２】
特開平１１−１７７４８５号公報（第２−３頁、図２）
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
上述した従来の携帯電話アンテナ切替回路は、ＣＤＭＡ方式のように連続送受信するような携帯電話では、一度選択アンテナを決定した後、通話またはパケット通信中の連続送受信中では、アンテナダイバーシティにより使用アンテナの切り替えができなくなるという欠点を有している。
【００１２】
また、通話中に携帯電話が人体の一部に接触することにより、アンテナ特性が劣化するという欠点を有している。
【００１３】
特に手の動作によって影響のある部分にアンテナが設置されている場合は、キー操作中受信電界レベルが不安定なため、誤ってキー操作中に不利なアンテナを選択してしまうという欠点を有している。
【００１４】
本発明の目的は、通話中に携帯電話内蔵のアンテナが人体に接近することがあっても内蔵アンテナの自動切替により良好な受信特性を得て、ＣＤＭＡ方式のように連続送受信するような携帯電話に対しても一度選択アンテナを決定した後、通話またはパケット通信中の連続送受信中に最適なアンテナが選択される携帯電話アンテナ切替回路を提供することにある。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
本発明の第１の携帯電話アンテナ切替回路は、ｎ（ｎは２以上の整数）個の内蔵アンテナを備えた携帯電話機であって、
待ち受け中は前記ｎ個の内蔵アンテナの受信レベルを計測し、常に前記受信レベルの高いアンテナを自動選択し、通話中は機能に応じてアンテナ特性の良いものを選択することを特徴としている。
【００１６】
本発明の第２の携帯電話アンテナ切替回路は、
携帯電話機に内蔵されたスピーカ近傍に実装された第１のアンテナと、前記携帯電話機に内蔵されたマイク近傍に実装された第２のアンテナとであって、
前記第１のアンテナは前記スピーカ側に位置し、主にキー操作している場合に使用し、前記第２のアンテナは前記マイク側に位置し、主に人体の耳をスピーカにあてて音声通話するときに使用し、待ち受け中は前記第１及び第２のアンテナの受信レベルを計測し、常に前記受信レベルの高いアンテナを自動選択することを特徴としている。
【００１７】
本発明の第３の携帯電話アンテナ切替回路は、
無線の送受信を行う第１のアンテナ及び第２のアンテナと、前記第１のアンテナ、第２のアンテナを切替えるアンテナ切替スイッチと、音声データを変調し送信する送信回路と、音声の変調波を受信し復調する受信回路と、前記送信回路から出力された送信波を前記第２のアンテナ側に通過させ、前記第１のアンテナで受信した受信波を前記受信回路側に通過させ、前記送信回路側からの送信波を前記受信回路側へ通過させないデュープレクサと、前記アンテナ切替スイッチを制御するＣＰＵ（Ｃｅｎｔｅｒ  Ｐｒｏｃｅｓｓ  Ｕｎｉｔ）とを備えたことを特徴としている。
【００１８】
本発明の第４の携帯電話アンテナ切替回路は、前記第３の携帯電話アンテナ切替回路において、
前記音声の送信波及び受信波が、パケットデータの送信波及び受信波であることを特徴としている。
【００１９】
本発明の第５の携帯電話アンテナ切替回路は、前記第３または第４の携帯電話アンテナ切替回路において、
携帯電話機の電源をＯＮにする電源投入ステップと；
セルサーチを実行し、このときアンテナは電源をＯＦＦしたときに記憶していたアンテナ側を選択するセルサーチステップと；
前記セルサーチ完了かどうかの判定を行うサーチ完了判定ステップと；
前記セルサーチを完了せずにセルサーチを失敗したときはアンテナを切り替え、他方のアンテナを選択して前記セルサーチステップに戻る第１のアンテナ切替ステップと；
前記セルサーチを完了した後、基地局との位置登録シーケンスに移行し携帯電話の位置登録を行う位置登録ステップと；
位置登録完了かどうかを判定する位置登録完了判定ステップと；
前記位置登録に失敗したときはアンテナを切り替え、他方のアンテナを選択して前記位置登録ステップに戻る第２のアンテナ切替えステップと；
前記位置登録完了判定ステップで位置登録に成功すると、位置登録完了となり待受け中に移行する待受けステップと；
待受け時のアンテナは常に受信レベルの高い方を選択するため、各々のアンテナでの受信レベルを測定して、他方のアンテナの受信レベルより高いかどうかを判定する受信レベル判定ステップと；
他方のアンテナの受信レベルより高くない場合、アンテナを切り替え、他方のアンテナを選択して前記待受けステップに戻る第３のアンテナ切替ステップと；
前記受信レベル判定ステップで、アンテナの受信レベルの高い方の状態に移行し、音声通話発呼または着呼を開始する発呼・着呼ステップと；
アンテナは音声通話のときに人体による放射効率改善のため、前記ＣＰＵから前記アンテナ切替スイッチをＡ側に倒し前記第２のアンテナを選択するよう命令を出すＡ側選択ステップと；
キー操作によるパケット通信を開始するインターネット接続ステップと；
アンテナはパケット通信時キー押下が中心となるため、手による影響の少ないアンテナを選択しアンテナ放射効率改善のため、前記ＣＰＵから前記アンテナ切替スイッチをＢ側に倒し前記第１のアンテナを選択するよう命令を出すＢ側選択ステップと；
いずれの場合でも、通信中かどうかを常に判定し、通信中でなければそれぞれ終話となり、再び前記待受けステップに戻る通信判定・終了ステップと；
を備えた携帯電話アンテナ切替方法を特徴としている。
【００２０】
本発明の第６の携帯電話アンテナ切替回路は、前記第１〜５のいずれか１項に記載の携帯電話アンテナ切替回路を備えた携帯電話機を特徴としている。
【００２１】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
【００２２】
図１は本発明の携帯電話アンテナ切替回路の一つの実施の形態を示す外観図である。
【００２３】
図１に示す本実施の形態は、携帯電話機１０に内蔵されたスピーカ１１と、マイク１２と、領域１３に実装されたアンテナ１と、領域１４に実装されたアンテナ２とから構成されている。
【００２４】
図１は本発明の携帯電話の内蔵アンテナ２本の配置を示しており、ここではアンテナの形状及び材質については問わない。また、２本の内蔵アンテナを配置する個所の目印として携帯電話のスピーカ１１とマイク１２を記載しているが、ここではこれらの機能については問わず、あくまでアンテナの配置の説明をする上での目印とする。ここで２本の内蔵アンテナに対して、携帯電話機１０の領域１３のスピーカ１１側をアンテナ１に、領域１４のマイク１２側をアンテナ２とする。
【００２５】
アンテナ１はスピーカ１１側にあるが、これは主にキー操作している場合に使用するアンテナとする。また、アンテナ２はマイク１２側にあるが、これは主に人体の耳をスピーカにあてて音声通話するときなどに使用するアンテナとする。さらに、アンテナ１の配置はスピーカ１１側にあるが、特にスピーカ１１の近傍でなければならないというわけではない。キー操作をする上で特にアンテナ放射効率に影響のない場所であればどこでもよい。
【００２６】
同じくアンテナ２の配置はマイク１２側にあるが、これも音声通話する上で人体の影響のないところであればどこでもよいとする。
【００２７】
図２は図１の携帯電話アンテナ切替回路を示すブロック図である。
【００２８】
なお、図２において図１に示す構成要素に対応するものは同一の参照数字または符号を付し、その説明を省略する。
【００２９】
図２を参照すると、無線の送受信を行うアンテナ１およびアンテナ２と、アンテナ１、アンテナ２を切替えるアンテナ切替スイッチ３と、音声やパケットデータを変調し、送信する送信回路４と、音声やパケットデータの変調波を受信し復調する受信回路５と、送信回路４から出力された送信波をアンテナ２側に通過させ（送信帯域のみ追加可能）、アンテナ１で受信した受信波を受信回路側５に通過させ（受信帯域のみ通過可能）、送信回路４側からの送信波を受信回路５側へ通過させないデュープレクサ６と、アンテナ切替スイッチ３を制御するＣＰＵ（Ｃｅｎｔｅｒ  Ｐｒｏｃｅｓｓ  Ｕｎｉｔ）７とから構成されている。
【００３０】
図３は本発明の携帯電話アンテナ切替回路の動作を説明するフローチャートである。
【００３１】
次に、図２および図３を参照して本実施の形態の動作をより詳細に説明する。
【００３２】
なお、図３のフローチャートはＣＤＭＡ方式を例にした動作を示している。
【００３３】
まず装置の電源をＯＮにすると（ステップ１：Ｓ１）、セルサーチが実行される（ステップ２：Ｓ２）。このときアンテナは、電源をＯＦＦした時に記憶していたアンテナ側を選択する。次のステップでセルサーチ完了かどうかの判定を行う（ステップ３：Ｓ３）。セルサーチを完了せずにセルサーチを失敗したときはアンテナを切り替え、他方のアンテナを選択してステップ２に戻り（ステップ４：Ｓ４）、再度セルサーチを実施する。
【００３４】
次にセルサーチを完了した後、基地局との位置登録シーケンスに移行し携帯電話の位置登録を行う（ステップ５：Ｓ５）。次のステップで位置登録完了かどうかを判定する（ステップ６：Ｓ６）。このときも同様に、位置登録に失敗したときはアンテナを切り替え、他方のアンテナを選択してステップ５に戻り（ステップ７：Ｓ７）、再度位置登録を実施する。
【００３５】
ステップ６で位置登録に成功すると、位置登録完了となり待受け中に移行する（ステップ８：Ｓ８）。この待受け時のアンテナは常に受信レベルの高い方を選択することになる。ここで、それぞれのアンテナでの受信レベルを測定して、他方のアンテナの受信レベルより高いかどうかを判定する（ステップ９：Ｓ９）。他方のアンテナの受信レベルより高くない場合、アンテナを切り替え、他方のアンテナを選択してステップ８の待受け中に戻る（ステップ１０：Ｓ１０）。ステップ８，９では、常に受信レベルの高い方を選択して次のステップに移行する。
【００３６】
次の状態として通話となるが、移行するにあたりアンテナの受信レベルの高い方の最終決定された状態に移行する。
【００３７】
待受け中から音声通話発呼または着呼を開始する場合（ステップ１１：Ｓ１１）、アンテナは音声通話（イヤホンマイクによる通話は除く）の時に人体（耳など）による放射効率改善のため、アンテナ２をアンテナ切替スイッチ３により選択する。すなわちＣＰＵ７からアンテナ切替スイッチ３に対して、スイッチをＡ側に倒しアンテナ２を選択するよう命令を出す（ステップ１２：Ｓ１２）。音声通話時はアンテナ１側では、アンテナが人体の頭部と至近距離になってしまうため、アンテナ放射効率が劣化する。アンテナ２であればマイクと人体の口はある程度離れるため、アンテナ１の場合と較べて放射効率が改善できる。
【００３８】
また、待受け中からキー操作によるインターネット接続（パケット通信）を開始する場合（ステップ１３：Ｓ１３）、アンテナはパケット通信時キー押下が中心となるため、手による影響の少ないアンテナを選択する必要がある。ここでもしアンテナ２を使用した場合、アンテナ２は手に覆われていて受信レベルが不安定になってしまうため、アンテナ１を使用した方がアンテナ放射効率が改善する。そのためパケット送信をする場合、ＣＰＵ７はアンテナ１を使用するようアンテナ切替スイッチ３をＢ側に倒しアンテナ１を選択するよう命令を出す（ステップ１４：Ｓ１４）。
【００３９】
いずれの場合でも次のステップに進み、通信中かどうかを常に判定し（ステップ１５：Ｓ１５）、通信中でなければそれぞれ終話となり、再びステップ８の待受け中に戻る（ステップ１６：Ｓ１６）。
【００４０】
上述の通り、ＣＤＭＡ方式を始めとする連続送受信を必要とする携帯電話に対して、アンテナを内蔵アンテナとする場合、内蔵アンテナを２本用い、それぞれ使用する携帯電話の機能に応じてアンテナを使い分けることにより、充分な放射効率を実現することが可能になる。
【００４１】
つまり、携帯電話アンテナ切替回路は、音声通話時、パケット通信時のどちらにおいてもアンテナ放射効率が最大限引き出せることができるので、最適なアンテナを使用することにより基地局側のＳＩＲ（ｓｉｇｎａｌ  ｔｏ  ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ  ｐｏｗｅｒ  ｒａｔｉｏ）が上がるとともに、ＴＰＣ（ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ  ｐｏｗｅｒ  ｃｏｎｔｒｏｌ）により、送信パワーを低減し、通話電流低減が可能になる。
【００４２】
なお、携帯電話に内蔵するアンテナの数は２個に限定されるものではなく、例えばｎ（ｎは２以上の整数）個の内蔵アンテナを備えた携帯電話機であって、
待ち受け中はｎ個の内蔵アンテナの受信レベルを計測し、常に受信レベルの高いアンテナを自動選択し、また通話中は機能に応じて確実にアンテナ特性（放射効率）の良いものを選択するように構成することも可能である。
【００４３】
また、上述の携帯電話アンテナ切替回路をハイブリッド集積化し携帯電話機に適用することにより、携帯電話機の小型・軽量化が図れることになる。
【００４４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の携帯電話アンテナ切替回路は、通話中に携帯電話内蔵のアンテナが人体に接近することがあっても、内蔵アンテナの自動切替により良好な受信特性が得られるという効果を有している。
【００４５】
また、ＣＤＭＡ方式のように連続送受信するような携帯電話に対しても、一度選択アンテナを決定した後、通話またはパケット通信中の連続送受信中に最適なアンテナが選択されることが可能になるという効果を有している。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の携帯電話アンテナ切替回路の一つの実施の形態を示す外観図である。
【図２】図１の携帯電話アンテナ切替回路を示すブロック図である。
【図３】本発明の携帯電話アンテナ切替回路の動作を説明するフローチャートである。
【符号の説明】
１    アンテナ
２    アンテナ
３    アンテナ切替スイッチ
４    送信回路
５    受信回路
６    デュープレクサ
７    ＣＰＵ
１０    携帯電話機
１１    スピーカ
１２    マイク
１３    領域
１４    領域
【図１】
2004201188.tif 000003
【図２】
2004201188.tif 000004
【図３】
2004201188.tif 000005