(57)【要約】【課題】ダイバーシチアンテナ間の干渉を低減し、受信品質を向上させる。【解決手段】第１アンテナ１は送受信ブロック２０に接続されている。第２アンテナ２は受信信号に対するアンテナ効率が高効率で、第３アンテナ３は受信信号に対するアンテナ効率が低効率となされている。ダイバーシチ受信を行う場合、信号強度判定部１６にて受信電界強度を判定し、受信電界強度が所定レベル以上のときには、第３アンテナ３を補助受信ブロック１０のサブ受信回路に接続させる。これにより、第３アンテナ３と第１アンテナ１を用いたダイバーシチ受信を行う。【選択図】  図１
2005020217.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
それぞれ信号を受信する第１，第２の受信回路と、
上記第１の受信回路に接続された第１のアンテナと、
受信信号に対するアンテナ効率が高効率となされた第２のアンテナと、
受信信号に対するアンテナ効率が低効率となされた第３のアンテナと、
受信電界強度を判定する信号強度判定手段と、
上記第２，第３のアンテナの何れか一方を上記第２の受信回路に接続するための切り替え手段と、
上記切り替え手段における上記アンテナの切り替え接続を制御する切り替え制御手段とを有し、
上記信号強度判定手段が判定した受信電界強度が所定レベル以上のときには、上記切り替え制御手段が上記切り替え手段を制御して上記第３のアンテナを第２の受信回路に接続させて、当該第３のアンテナと上記第１のアンテナとを用いたダイバーシチ受信を行う
ことを特徴とする携帯無線端末。
【請求項２】
請求項１記載の携帯無線端末であって、
上記信号強度判定手段が判定した受信電界強度が所定レベル未満のときには、上記切り替え制御手段が上記切り替え手段を制御して上記第２のアンテナを第２の受信回路に接続させることにより、当該第２のアンテナと第１のアンテナを用いたダイバーシチ受信を行うことを特徴とする携帯無線端末。
【請求項３】
請求項１記載の携帯無線端末であって、
上記第１のアンテナの偏波に対し、上記第２のアンテナの偏波は同偏波であり、
上記第１のアンテナの偏波に対し、上記第３のアンテナの偏波は直交偏波であることを特徴とする携帯無線端末。
【請求項４】
請求項１記載の携帯無線端末であって、
上記第１の受信回路のみを用いて信号の受信を行うとき、上記切り替え制御手段は、上記切り替え手段を制御して上記第３のアンテナを第２の受信回路に接続させることを特徴とする携帯無線端末。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、いわゆるダイバーシチ受信が可能な携帯無線端末に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、無線通信の分野では、フェージング対策のための有効な手法の一つとして、ダイバーシチ受信方式が採用されている。特に、携帯電話端末等の携帯無線端末の場合、当該携帯無線端末の移動に伴って電波の伝搬路が時々刻々と様々に変化するため、当該ダイバーシチ受信方式が有効であるとされている。
【０００３】
なお、無線装置にダイバーシチ受信方式を適用した例として、特許文献１に記載した技術が知られている。この特許文献１に記載の無線装置は、第１，第２のアンテナを有し、これら第１，第２のアンテナの何れか一方を受信回路に切り替え接続可能となされ、受信電波の強度に応じて一方のアンテナを受信回路に接続したときには、他方のアンテナを開放で終端することにより、ダイバーシチアンテナ間の干渉による特性劣化を軽減している。
【０００４】
【特許文献１】
特開平１１−２０５２０６号公報（第１図）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、例えば二つのアンテナを用いた空間ダイバーシチ受信を行う場合、各アンテナは出来るだけ離して配置することが望ましい。但し、例えば携帯電話端末のようにユーザが常に携帯することを目的とした端末の場合、筐体の大きさが限られているため、二つのアンテナ間の取り得る距離に制約がある。
【０００６】
一方、アンテナは、共振点が希望周波数に合うように作られている。このため、例えば携帯電話端末に空間ダイバーシチ受信方式を適用した場合のように、距離的に近い位置に同じ希望周波数の二つのアンテナが設置されているときには、それらアンテナ間で干渉が生じて互いに電波を受信し難くなり、アンテナ効率が低下してしまうという問題がある。
【０００７】
本発明は、このような実情に鑑みて提案されたものであり、ダイバーシチアンテナ間の干渉を低減し、受信品質を向上させることを可能とした携帯無線端末を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、それぞれ信号を受信する第１，第２の受信回路と、第１の受信回路に接続された第１のアンテナと、受信信号に対するアンテナ効率が高効率となされた第２のアンテナと、受信信号に対するアンテナ効率が低効率となされた第３のアンテナと、受信電界強度を判定する信号強度判定手段と、第２，第３のアンテナの何れか一方を第２の受信回路に接続するための切り替え手段と、切り替え手段におけるアンテナの切り替え接続を制御する切り替え制御手段とを有する。そして、本発明では、信号強度判定手段が判定した受信電界強度が所定レベル以上のときには、切り替え制御手段が切り替え手段を制御して第３のアンテナを第２の受信回路に接続させることで、当該第３のアンテナと第１のアンテナとを用いたダイバーシチ受信を行う。
【０００９】
本発明によれば、第３のアンテナと第１のアンテナとによるダイバーシチ受信を行った場合、第３のアンテナはアンテナ効率が低効率であるため、第１のアンテナへの干渉を少なくできる。また、第３のアンテナは、受信電界強度が所定レベル以上のときに用いられるため、アンテナ効率が低効率であってもダイバーシチ受信の効果を維持できる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好ましい実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
【００１１】
本実施形態では、本発明にかかる携帯無線端末の一例として、携帯電話端末を挙げている。
【００１２】
図１には、本発明の第１の実施形態の携帯電話端末の内部の回路構成を示している。なお、図１に示した各回路構成は、主要なもののみを挙げている。
【００１３】
図１において、本実施形態の携帯電話端末は、第１アンテナ１と第２アンテナ２と第３アンテナ３の少なくとも三つのアンテナを備えている。第１アンテナ１は、送受信ブロック２０のアンテナ共用器２１と接続されている。第２アンテナ２は、補助受信ブロック１０内に設けられている切り替えスイッチ１１の被切り替え端子１１ａと接続され、第３アンテナ３は、切り替えスイッチ１１の被切り替え端子１１ｂと接続されている。第１アンテナは、例えばいわゆるホイップアンテナにより構成されている。第２アンテナ２は、例えばアンテナエレメントを備えたダイポールアンテナや逆Ｆアンテナ等により構成され、受信信号に対するアンテナ効率が第１アンテナ１と同等若しくは多少低い程度と成されている。第３アンテナ３は、基板ダイポールアンテナやチップアンテナ等の内蔵型アンテナにより構成され、受信信号に対するアンテナ効率が第２アンテナ２よりも低効率となされている。すなわち本実施形態において、第２アンテナ２と第３アンテナ３の受信信号に対するアンテナ効率は、第２アンテナ２が高効率、第３アンテナ３が低効率となされている。
【００１４】
本実施形態の携帯電話端末は、それら第２，第３アンテナ２，３のうち何れか一方のアンテナを選択し、当該選択された方のアンテナと上記第１アンテナ１との二つのアンテナを使用してダイバーシチ受信を行う。なお、上記第２，第３アンテナ２，３の何れをどのような場合に選択するのかについての説明は後述する。
【００１５】
補助受信ブロック１０は、上記切り替えスイッチ１１、サブ受信回路１２、自動利得制御増幅器１３、サブ受信系ベースバンド信号処理部１４、信号強度判定部１６、切り替え制御部１５等を備えている。
【００１６】
上記切り替えスイッチ１１の共通端子１１ｃは、サブ受信回路１２と接続されている。当該サブ受信回路１２は、本発明の第１の受信回路としての機能を有し、切り替えスイッチ１１の切り替えにより選択されたアンテナからの受信信号の増幅やベースバンド信号への周波数変換等を行い、自動利得制御増幅器１３へ出力する。自動利得制御増幅器１３は、受信信号の信号レベルを所望の信号レベルへ増幅し、サブ受信系ベースバンド信号処理部１４へ出力する。サブ受信系ベースバンド信号処理部１４は、受信信号の復調、逆拡散処理、デインターリーブ処理、誤り訂正処理、アナログ／ディジタル変換等を行い、得られた受信データをＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）３０へ出力する。また、サブ受信系ベースバンド信号処理部１４は、受信信号を信号強度判定部１６へ出力する。
【００１７】
当該信号強度判定部１６は、受信信号から受信電界強度を測定し、上記測定した受信電界強度と所定レベルＬとのレベル比較を行い、その比較結果信号を切り替え制御部１５へ送る。なお、受信電界強度は、例えばＲＳＳＩ（Ｒｅｃｅｉｖｅ  Ｓｉｇｎａｌ  Ｓｔｒｅｎｇｔｈ  Ｉｎｄｉｃａｔｉｏｒ）による測定値を用いることができる。また、信号強度判定部１６は、受信電界強度と所定レベルＬとのレベル比較結果に応じて、自動利得制御増幅器１３の利得制御を行うための制御信号も生成し、その制御信号を自動利得制御増幅器１３へ送る。
【００１８】
切り替え制御部１５は、上記信号強度判定部１６からの比較結果信号に基づいて、上記切り替えスイッチ１１の切り替え動作を制御するための切り替え制御信号を生成する。
【００１９】
送受信ブロック２０は、上記アンテナ共用器２１、メイン受信回路２２、自動利得制御増幅器２３、メイン受信系ベースバンド信号処理部２４、送信系ベースバンド信号処理部２６、送信回路２５等を備えている。
【００２０】
送信系ベースバンド信号処理部２６は、ＣＰＵ３０からの送信データを受け取り、ディジタル／アナログ変換、インターリーブ処理、誤り訂正符号の付加処理、拡散処理、変調処理等を行う。送信回路２５は、送信系ベースバンド信号処理部２６からの送信信号に、ＲＦ帯域への周波数変換や増幅等の処理を施す。この送信回路２５からの送信信号は、アンテナ共用器２１を介して第１アンテナ１から空中へ放射される。一方、第１アンテナ１からの受信信号は、アンテナ共用器２１を介して、本発明の第１の受信回路としての機能を有するメイン受信回路２２へ送られる。当該メイン受信回路２２は、その受信信号の増幅やベースバンド信号への周波数変換を行い、自動利得制御増幅器２３へ出力する。自動利得制御増幅器２３は、受信信号の信号レベルを所望の信号レベルへ増幅し、メイン受信系ベースバンド信号処理部２４へ出力する。メイン受信系ベースバンド信号処理部２４は、受信信号の復調、逆拡散処理、デインターリーブ処理、誤り訂正処理、アナログ／ディジタル変換等を行い、得られた受信データをＣＰＵ３０へ出力する。
【００２１】
操作部３１は、本実施形態の携帯電話端末に設けられている図示しない各種キーやジョグダイヤルなどからなり、それらキー等がユーザにより操作されたとき、そのユーザ操作に応じた操作信号を発生してＣＰＵ３０へ送る。
【００２２】
ＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）３２は、ＣＰＵ３０が各部を制御したり各種の演算を行うためのプログラムや各種の初期設定値、フォントデータなどを記憶している。なお、このＲＯＭ３２は、ＥＥＰＲＯＭ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙ  Ｅｒａｓａｂｌｅ  ａｎｄ  Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）のような書き換え可能なＲＯＭであっても良い。
【００２３】
ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）３３は、ＣＰＵ３０が各種のデータ処理を行う際の作業領域として、随時データを格納する。
【００２４】
表示部３４は、本実施形態の携帯電話端末が備えているディスプレイとその駆動回路とからなり、ＣＰＵ３０から供給された表示信号に応じて上記ディスプレイ上に画像や文字等を表示する。
【００２５】
マイクロホン３５は、本実施形態の携帯電話端末の送話部に設けられ、ユーザによる通話音声等を電気信号に変換してＣＰＵ３０へ送る。
【００２６】
スピーカ３６は、本実施形態の携帯電話端末の受話部に設けられ、通話相手先からの音声を出力する。なお、着信音用スピーカの図示は省略している。
【００２７】
ＣＰＵ３０は、各構成要素の制御や各種の演算、データ処理等を行う。
【００２８】
以上のような構成を備えた本実施形態の携帯電話端末によれば、上述したように、補助受信ブロック１０の信号強度判定部１６は、受信電界強度を測定し、その受信電界強度と所定レベルＬとを比較し、切り替え制御部１５は、上記信号強度判定部１６からの比較結果信号に応じた切り替え制御信号を生成することにより、切り替えスイッチ１１の切り替え動作を制御している。
【００２９】
より具体的に説明すると、切り替え制御部１５は、受信電界強度が所定レベルＬ以上であることを示す比較結果信号を上記信号強度判定部１６から受け取った場合、前記被切り替え端子１１ｂと共通端子１１ｃを接続させて前記第３アンテナ３が選ばれるように前記切り替えスイッチ１１を切り替え制御する。一方、切り替え制御部１５は、受信電界強度が所定レベルＬ未満であることを示す比較結果信号を上記信号強度判定部１６から受け取った場合、前記被切り替え端子１１ａと共通端子１１ｃを接続させて前記第２アンテナ２が選ばれるように前記切り替えスイッチ１１を切り替え制御する。なお、切り替えスイッチ１１により選択されていない方のアンテナは、開放終端されており、そのアンテナによる電気的影響は抑えられている。
【００３０】
ここで、本実施形態において、上記受信電界強度が所定レベルＬ以上となって上記第３アンテナ３が選ばれた場合、ダイバーシチ受信は、この第３アンテナ３と第１アンテナ１により行われることになる。第３アンテナ３は、第１アンテナ１よりも受信信号に対するアンテナ効率が低いアンテナである。したがって、当該第１アンテナ１と第３アンテナ３を使用してダイバーシチ受信を行った場合、第１アンテナ１に対する第３アンテナ３からの干渉による影響は、例えば第１アンテナ１と第２アンテナ２によるダイバーシチ受信を行う場合よりも少なくなる。一方、補助受信ブロック１０において第３アンテナ３が選ばれるのは、受信電界強度が所定レベルＬ以上の場合であるため、上記受信信号に対するアンテナ効率が低い第３アンテナ３であっても、或る程度のレベルの受信信号を得ることができる。さらに、本実施形態によれば、自動利得制御増幅器１３が設けられ、この自動利得制御増幅器１３の利得が上記信号強度判定部１６により制御されているため、上記アンテナ効率が低い第３アンテナ３からの受信信号であっても、その信号レベルを所望の信号レベルまで増幅可能となっている。なお、所望の信号レベルは予め設定された値であり、後段のベースバンド信号処理部での信号処理を行うのに必要なレベルである。
【００３１】
また、本実施形態において、受信電界強度が所定レベルＬ未満となって上記第２アンテナ２が選ばれた場合、ダイバーシチ受信は、この第２アンテナ２と第１アンテナ１により行われることになる。第２アンテナ２は、前述したように第３アンテナ３よりも、受信信号に対するアンテナ効率が高いアンテナである。したがって、当該第１アンテナ１と第２アンテナ２を使用してダイバーシチ受信を行った場合、第１アンテナ１に対する第２アンテナ２からの干渉による影響は、例えば第１アンテナ１と第３アンテナ３によるダイバーシチ受信を行う場合よりも大きくなる虞がある。但し、当該補助受信ブロック１０において第２アンテナ２が選ばれるのは、受信電界強度が所定レベルＬ未満のときであるため、例えば上記受信信号に対してアンテナ効率が低い第３アンテナ３を用いる場合よりも、当該第２アンテナ２を用いた場合の方が、補助受信ブロック１０側でのアンテナ効率は高くなる。したがってこの場合、送受信ブロック２０と補助受信ブロック１０との間の相乗的な効率は上がり、弱電界強度時の信号受信には効果がある。
【００３２】
図２を用いて、上記受信電界強度と上記第２，第３アンテナ２，３の切り替えとの関係を説明する。
【００３３】
この図２中の第２アンテナ使用区間は、上記第３アンテナ３よりもアンテナ効率が高い第２アンテナ２を使用しないと、自動利得制御増幅器１３による利得制御を行ったとしても、受信信号を所望の信号レベルにまで増幅できない受信電界強度範囲を表している。また、図２中の第３アンテナ使用区間は、第３アンテナ３を使用した場合でも、自動利得制御増幅器１３による利得制御により、受信信号を所望の信号レベルにまで増幅できる受信電界強度範囲を表している。したがって、本実施形態において、信号強度判定部１６が受信電界強度の判定に用いる上記所定レベルＬは、上記第２アンテナ使用区間と第３アンテナ使用区間の境界部分の信号電界強度に相当するレベルとなされている。そして、本実施形態の携帯電話端末によれば、上記受信電界強度が、当該所定レベルＬ未満になるときには第２アンテナ２が選ばれ、所定レベルＬ以上であるときには第３アンテナ３が選ばれる。これにより、上記第３アンテナ使用区間では、第１アンテナ１と第３アンテナ３との間の干渉が小さくなり、図２中の干渉影響低減区間に示すように、ダイバーシチ受信時のアンテナゲインは上がるようになる。
【００３４】
以上のように、本発明の第１の実施形態の携帯電話端末によれば、受信電界強度が所定レベルＬ以上の場合には、受信信号に対するアンテナ効率が低い第３アンテナ３を選択し、その第３アンテナ３と第１アンテナ１によりダイバーシチ受信を行うため、アンテナ間の干渉を低減しつつ、受信品質を向上させることが可能となっている。またこの場合、送受信ブロック２０における送信回路２５からみたアンテナ効率も落ちることなく使用できるため、必要な送信電力は、第１アンテナと第２アンテナを使用した場合に比べて低減でき、その結果、省電力化の効果が期待できるようになる。
【００３５】
一方、本発明の第１の実施形態の携帯電話端末によれば、受信電界強度が所定レベルＬ未満の場合には、受信信号に対するアンテナ効率が高い第２アンテナ２を選択し、その第２アンテナ２と第１アンテナ１によりダイバーシチ受信を行うため、低電界強度時でも受信品質を維持することが可能となる。
【００３６】
なお、本実施形態の携帯電話端末は、補助受信ブロック１０の動作を停止させてダイバーシチ受信を行わないことも可能である。この場合、携帯電話端末は、アンテナ効率が低い第３アンテナ３を選択しておく。これにより、第１アンテナ１への干渉による影響を抑えることができ、アンテナ特性の向上と、送受信ブロック２０において送受信される信号の品質向上と、省電力化が可能となる。
【００３７】
次に、図３には、本発明の第２の実施形態の携帯電話端末の内部の回路構成を示している。なお、図３に示した各回路構成は、主要なもののみを挙げている。また、図３において、第１の実施形態の携帯電話端末と同じ構成要素には、図１と同一の指示符号を付して、それらの説明は省略する。
【００３８】
この第２の実施形態において、第２アンテナ２は、その偏波面が第１アンテナ１の偏波面と同じに設定されたアンテナである。一方、第３アンテナ４は、その偏波面が第１アンテナ１の偏波面に対して直交する偏波面に設定されている。つまり、本実施形態の携帯電話端末の第３アンテナ４の偏波面は、信号を受信するために最適な偏波面に設定されている第１アンテナ１に対して、直交する偏波面となされている。すなわち、当該第３アンテナ４は、第２アンテナ２よりも受信信号に対するアンテナ効率が低くなっている。したがって、この第３アンテナ４と第１アンテナ１を用いたダイバーシチ受信の際には、アンテナ間干渉が少なくなる。
【００３９】
すなわち、本実施形態の携帯電話端末は、受信電界強度が所定レベルＬ以上であるときには上記第３アンテナ４と第１アンテナ１によりダイバーシチ受信を行い、一方、受信電界強度が所定レベルＬ未満であるときには上記第１アンテナ１と第２アンテナ２によりダイバーシチ受信を行うように、第２アンテナ２と第３アンテナ４の切り替えを行うことで、前述した第１の実施形態の携帯電話端末と同様に、アンテナ間干渉の影響を低減でき、高品質の通信を行うことができる。
【００４０】
なお、上述した実施形態の説明は、本発明の一例である。このため、本発明は上述した実施の形態に限定されることなく、本発明に係る技術的思想を逸脱しない範囲であれば、設計等に応じて種々の変更が可能であることはもちろんである。
【００４１】
上述の各実施形態では、補助受信ブロック１０側に切り替え接続されるアンテナが、第２，第３のアンテナ２，３（４）の二つのアンテナである例を挙げたが、それらアンテナの個数は二つに限定されず、三つ以上であっても良い。このように三つ以上のアンテナを設けた場合も、それら三つ以上の各アンテナは、それぞれ受信信号に対するアンテナ感度に差が設定されている。そして、この場合の携帯電話端末は、受信電界強度に応じて、各アンテナの中から最適なアンテナ、つまり第１アンテナとの間の干渉を低減できる最適なアンテナ、若しくは、弱電界強度でも所望の受信品質を得られる最適なアンテナを選択して、補助受信ブロック１０に接続する。また、サブ受信回路も一つに限らず、複数存在していても良い。
【００４２】
【発明の効果】
本発明において、第１のアンテナと、第２又は第３のアンテナとを用いたダイバーシチ受信を行う場合、受信電界強度が所定レベル以上であるときには、アンテナ効率が低効率の第３のアンテナを用いることで、第１のアンテナへの干渉を低減でき、その結果、受信品質を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態の携帯電話端末の内部回路構成の主要部を示すブロック図である。
【図２】受信電界強度と第２，第３アンテナの切り替えとの関係説明に用いる図である。
【図３】本発明の第２の実施形態の携帯電話端末の内部回路構成の主要部を示すブロック図である。
【符号の説明】
１…第１アンテナ、２…第２アンテナ、３，４…第３アンテナ、１０…補助受信ブロック、１１…切り替えスイッチ、１２…サブ受信回路、１３，２３…自動利得制御増幅器、１４…サブ受信系ベースバンド信号処理部、１５…切り替え制御部、１６…信号強度判定部、２０…送受信ブロック、２１…アンテナ共用器、２２…メイン受信回路、２４…メイン受信系ベースバンド信号処理部、２５…送信回路、２６…送信系ベースバンド信号処理部、３０…ＣＰＵ、３１…操作部、３２…ＲＯＭ、３３…ＲＡＭ、３４…表示部、３５…マイクロホン、３６…スピーカ
【図１】
2005020217.tif 000003
【図２】
2005020217.tif 000004
【図３】
2005020217.tif 000005