(57)【要約】無線電話装置において、放射された電磁気的通信を多様化するためのシステムおよび方法を提供する。本発明の方法は、無線電話装置シャーシの内部にアンテナを取り付けることと、アンテナにより伝達された伝導された伝送線信号を感知することと、伝送線信号の感知に対応してアンテナを選択することを包含する。一部の局面では、伝送線信号の感知は伝送線信号パワーレベルの感知を含む。他の局面では、伝送線信号の感知はアンテナにより受信され伝送線に伝導された放射された信号の感知を含む。代替案として、放射された信号が受信されデコードされ、最も少ないデコードの誤りを含む伝送線信号を供給したアンテナが選択される。
2006524022.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
無線電話装置における、放射された電磁気的通信を多様化する方法であって、
無線電話装置シャーシの内部に第１のアンテナおよび第２のアンテナを取り付けることと、
該第１および第２のアンテナによって伝達された、伝導された電磁気的伝送線信号を感知することと、
該伝送線信号の感知に対応して該第１と第２のアンテナとの間で選択をすること
を包含する、方法。
【請求項２】
伝送線信号を感知することは、伝送線信号パワーレベルを感知することを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
伝送線信号を感知することは、前記アンテナにより反射された伝送信号の、前記伝送線信号パワーレベルを感知することを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記第１および第２のアンテナ上に伝達された放射された信号を受信することをさらに包含し、
伝送線信号を感知することは、該第１および第２のアンテナで受信され前記伝送線に伝導された該放射された信号を感知することを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記伝送線に伝導された前記放射された信号を感知することは、前記伝送線に伝導された前記放射された信号の前記パワーレベルを感知することを含み、
前記伝送線信号の感知に対応して前記第１と第２のアンテナとの間で選択をすることは、前記放射された信号の伝送線パワーレベルに対応してアンテナを選択することを含む、請求項４に記載の方法。
【請求項６】
前記伝送線に伝導された前記放射された信号を感知することは、前記放射された信号を受信することおよびデコードすることを含み、
前記伝送線信号の感知に対応して前記第１と第２のアンテナとの間で選択をすることは、最も少ないデコードされた誤りを含む前記伝送線信号を供給したアンテナを選択することを含む、請求項４に記載の方法。
【請求項７】
前記伝送線信号の感知に対応して前記第１と第２のアンテナとの間で選択をすることは、該第１および第２のアンテナを結合することを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項８】
第１の動作周波数で前記第１のアンテナを通じて放射された電磁気的信号を伝達することと、
該第１の動作周波数で該第２のアンテナを通じて放射された電磁気的信号を伝達すること
をさらに包含する、請求項１に記載の方法。
【請求項９】
無線電話機シャーシの内部に前記第１および第２のアンテナを取り付けることは、前記第１の動作周波数の約四分の一波長の有効距離だけ前記第１および第２のアンテナを離すことを含む、請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
前記第１の動作周波数で前記第１のアンテナを通じて放射された電磁気的信号を伝達することは、第１の極性の放射パターンで放射することを含み、
前記第１の動作周波数で前記第２のアンテナを通じて放射された電磁気的信号を伝達することは、該第１の極性の放射パターンと直交する第２の極性の放射パターンで放射すること  を含む、請求項８に記載の方法。
【請求項１１】
無線電話機シャーシの内部に前記第１および第２のアンテナを取り付けることは、４インチと２インチと１インチとからなる寸法、またはこれ以下の寸法を有するシャーシの中に該第１および第２のアンテナを取り付けることを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１２】
前記伝送線信号の感知に対応して、第１のアンテナにより伝達された前記伝送線信号の移相を行うことと、
前記伝送線信号の感知に対応して、第２のアンテナにより伝達された前記伝送線信号の移相を行うこと
をさらに包含する、請求項１に記載の方法。
【請求項１３】
第１の動作周波数で前記第１のアンテナを通じて放射された電磁気的信号を伝達することと、
該第１の動作周波数とは異なる第２の動作周波数で、前記第２のアンテナを通じて放射された電磁気的信号を伝達すること
をさらに包含する、請求項１に記載の方法。
【請求項１４】
無線電話装置のシャーシの内部に第１のアンテナおよび第２のアンテナを取り付けることは、該シャーシの内部に複数のアンテナを取り付けることを含み、
該第１および第２のアンテナによって伝達され、伝導された電磁気的伝送線信号を感知することは、該複数のアンテナによって伝達された伝送線信号を感知することを含み、
該伝送線信号の感知に対応して該第１と第２のアンテナとの間で選択することは、該複数のアンテナの間で選択することを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１５】
前記伝送線信号の感知に対応して、前記第１および第２のアンテナの電気的長さを変更することをさらに包含する、請求項１に記載の方法。
【請求項１６】
無線電話アンテナダイバシティシステムであって、
シャーシと、
第１の伝送線と、
第２の伝送線と、
該第１の伝送線と接続される伝送線ポートを有し該シャーシの内部に取り付けられた第１のアンテナと、
該第２の伝送線と接続される伝送線ポートを有し該シャーシの内部に取り付けられた第２のアンテナと、
該第１および第２の伝送線と作動的に接続された入力と、該第１および第２の伝送線上に伝導された電磁気的伝送線信号に対応する制御信号を供給する出力と、を有するレギュレータ回路と、
トランシーバ接続ポート、該第１の伝送線と接続されるポート、該第２の伝送線と接続されるポート、および該レギュレータ回路から制御信号を受け取る入力とを有するスイッチであって、該制御信号に対応して該トランシーバポートを該第１および第２の伝送線に選択的に接続するスイッチと
を備えるシステム。
【請求項１７】
前記レギュレータ回路は、前記第１のアンテナポートおよび前記第２のアンテナポートから反射された伝送線信号パワーレベルに対応した制御信号を供給する、請求項１６に記載のシステム。
【請求項１８】
前記レギュレータ回路は、前記第１および第２の伝送線上に伝導された伝送線信号パワーレベルに対応した制御信号を供給する、請求項１６に記載のシステム。
【請求項１９】
前記第１のアンテナは放射された信号を受信し、伝導された伝送線信号を前記第１の伝送線に供給し、
前記第２のアンテナは放射された信号を受信し、伝導された伝送線信号を前記第２の伝送線に供給し
前記システムは、前記第１および第２の伝送線に作動的に接続された入力と、各伝送線に対応した伝送線信号パワーレベルを供給するために前記レギュレータ回路に接続された出力とを有するパワー検出器をさらに備え、
前記レギュレータ回路は、前記第１および第２の伝送線の検知された信号パワーレベルに対応した制御信号を供給する、請求項１６に記載のシステム。
【請求項２０】
前記第１のアンテナは放射された信号を受信し、伝導された伝送線信号を前記第１の伝送線に供給し、
前記第２のアンテナは放射された信号を受信し、伝導された伝送線信号を前記第２の伝送線に供給し、
前記システムは、前記信号線信号を受け取りデコードするためにスイッチトランシーバポートと接続された入力と、各アンテナに対応するデコードされた信号の誤りに関する信号を供給するために前記レギュレータ回路に接続された出力とを有する受信機をさらに備え、
前記レギュレータ回路は、各アンテナに対するデコードされた誤りの信号に対応する制御信号を供給する、請求項１６に記載のシステム。
【請求項２１】
前記スイッチは、制御信号に対応して、前記第１および第２の伝送ポートを結合し、結合されたポートをトランシ−バポートに接続する、請求項１６に記載のシステム。
【請求項２２】
前記第１のアンテナは第１の電気的長さを有する能動素子を含み、
前記第２のアンテナは第２の電気的長さを有する能動素子を含む、請求項１６に記載のシステム。
【請求項２３】
前記第１のアンテナは前記第１の電気的長さに対応する第１の動作周波数を有し、
前記第２のアンテナは前記第１の電気的長さと等しい前記第２の電気的長さに対応する第１の動作周波数を有し、
前記シャーシは、前記第１のアンテナを取り付けるための第１の位置および前記第２のアンテナを取り付けるための第２の位置を有し、該第１および第２の位置は該第１の動作周波数の約四分の一波長の有効距離だけ離れている、
請求項２２に記載のシステム。
【請求項２４】
前記第１のアンテナは前記第１の電気的長さに対応する第１の動作周波数および第１の極性の放射パターンを有し、
前記第２のアンテナは前記第１の電気的長さと等しい前記第２の電気的長さに対応する第１の動作周波数および第２の極性の放射パターンを有し、
前記シャーシは、前記第１のアンテナを取り付けるための第１の位置および前記第２のアンテナを取り付けるための第２の位置を有し、
該第１の極性の放射パターンは該第２の極性の放射パターンと直交する、
請求項２２に記載のシステム。
【請求項２５】
前記シャーシは、４インチと２インチと１インチとからなる寸法、またはこれ以下の寸法を有する、請求項１６に記載のシステム。
【請求項２６】
前記スイッチの前記第１の伝送線ポートに接続される入力と、前記レギュレータ回路から制御信号を受け取るための入力と、前記制御信号に対応して前記第１のアンテナ伝送線ポートに選択的に接続される、複数の通過信号位相区別出力とを有する第１の位相器と、
前記スイッチの前記第２の伝送線ポートに接続される入力と、前記レギュレータ回路から制御信号を受け取るための入力と、前記制御信号に対応して前記第２のアンテナ伝送線ポートに選択的に接続される、複数の通過信号位相区別出力とを有する第２の位相器と
をさらに備える、請求項１６に記載のシステム。
【請求項２７】
前記第１の移相器は、ほぼ９０度分離された３個の位相区別された出力を含み、
前記第２の移相器は、ほぼ９０度分離された３個の位相区別された出力を含む、請求項２６に記載のシステム。
【請求項２８】
複数の伝送線と、
前記シャーシの内部に取り付けられ、それぞれが該複数の伝送線のうちの対応する１つのものと接続される伝送線ポートを有する、複数のアンテナとをさらに備え、
前記レギュレータ回路は、該複数の伝送線のそれぞれと作動的に接続される入力を有し、
前記スイッチは、前記レギュレータ回路からの制御信号に対応して該複数のアンテナを前記トランシーバポートに選択的に接続するための、該複数のアンテナのそれぞれと接続されるポートを有する、
請求項１６に記載のシステム。
【請求項２９】
前記第１のアンテナは、制御信号を受け取るための入力と、該制御信号に対応する能動素子の電気的長さとを有し、
前記第２のアンテナは、制御信号を受け取るための入力と、該制御信号に対応する能動素子の電気的長さとを有し、
前記レギュレータ回路は、前記第１および第２の伝送線上の伝送線信号に対応する制御信号を供給するために、前記第１および第２のアンテナに接続される出力を有する、請求項１７に記載のシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
（関連出願）
本出願は、米国特許出願シリアル番号第１０/４０７，９６６号、（２００３年４月３日出願）、名称「Ｓｙｓｔｅｍ  ａｎｄ  Ｍｅｔｈｏｄ  ｆｏｒ  Ｒｅｇｕｌａｔｉｎｇ  Ａｎｔｅｎｎａ  Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ  Ｌｅｎｇｔｈ」、米国特許出願シリアル番号第１０/３７１，７９２号、（２００３年２月２１日出願）、名称「Ｍｉｃｒｏｅｌｅｃｔｒｏｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  Ｓｗｉｔｃｈ（ＭＥＭＳ）  Ａｎｔｅｎｎａ」、米国特許出願シリアル番号第１０/３７１，５６４号、（２００３年２月２１日出願）、名称「Ｍｉｃｒｏｅｌｅｃｔｒｏｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  Ｓｗｉｔｃｈ（ＭＥＭＳ）  Ａｎｔｅｎｎａ  Ａｒｒａｙ」、米国特許出願シリアル番号第１０/１１７，６２８号、（２００２年４月４日出願）、名称「Ｆｅｒｒｏｅｌｅｃｔｒｉｃ  Ａｎｔｅｎｎａ  ａｎｄ  Ｍｅｔｈｏｄ  ｆｏｒ  Ｔｕｎｉｎｇ  Ｓａｍｅ」、および米国特許出願シリアル番号第１０/１２０，６０３号、（２００２年４月９日出願）、名称「Ｉｎｖｅｒｔｅｄ−Ｆ  Ｆｅｒｒｏｅｌｅｃｔｒｉｃ  Ａｎｔｅｎｎａ」と関連する。
【０００２】
本発明は、一般的に無線通信装置のアンテナに関する。より詳細にはシャーシに埋め込まれたアンテナを使用して、通信装置電話機によって伝達された、放射された（ｒａｄｉａｔｅｄ）電磁気的信号を多様化する（ｄｉｖｅｒｓｉｆｙ）ための、システムおよび方法に関する。
【背景技術】
【０００３】
ポータブル電話機などの無線通信装置の寸法は、より多くの機能が追加されているにも拘わらず、小型化を続けている。その結果として設計者は、部品または装置のサブシステムについて、その寸法を減少する、あるいはそれをより好ましくない位置に配置する一方で、その性能を向上させなければならない。このような重要な部品の１つが、無線通信アンテナである。このアンテナは例えば電話機のトランシーバ、あるいは全地球測位システム（ＧＰＳ）受信機に接続され得る。
【０００４】
無線電話機は多数の異なる周波数帯で作動する。アメリカ合衆国においては、セルラー帯（ＡＭＰＳ）には約８５０メガヘルツ（ＭＨｚ）、そしてＰＣＳ（個人通信システム）帯には約１９００ＭＨｚが使用される。その他の周波数帯は、ＰＣＮ（個人通信ネットワ−ク）の約１８００ＭＨｚ、ＧＳＭシステム（Ｇｒｏｕｐｅ  Ｓｐｅｃｉａｌｅ  Ｍｏｂｉｌｅ）の約９００ＭＨｚ、およびＪＤＣ（日本デジタルセルラー）の約８００と１５００ＭＨｚを含む。その他の関連する周波数帯はＧＰＳ信号の約１５７５ＭＨｚおよびブルートゥース（Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ）の約２４００ＭＨｚである。
【０００５】
従来はホイップアンテナを使用することで、良好な通信結果が実現されてきた。１例として無線電話機をあげると、ヘリカルとホイップのアンテナの組み合わせを使用することが代表的である。ホイップアンテナが引き込まれているスタンバイモードでは、無線装置は制御チャンネル通信を維持するために、ローゲインのヘリカルコイルのスタビーを使用する。通話チャンネルが開始される（電話が鳴る）時に、利用者はより高いゲインのホイップアンテナを伸張することを選択することができる。１部の装置はヘリカルおよびホイップのアンテナを結合する。他の装置はホイップアンテナが伸張された時に、ヘリカルアンテナの接続を外す。しかしながら、ホイップアンテナは無線電話機の全体形状要因を増加させる。
【０００６】
回路ボードの一部、例えばＤＣ電源バスなどを、電磁気放射体（ラジエータ）として使用することは知られている。この解決法はシャーシ本体から伸張されるアンテナの問題を解消する。プリントされた回路ボード、即ちマイクロストリップアンテナが、電磁気通信の目的の専用として形成されることが出来る。これらのアンテナは、小さい形状要因の中で比較的高い性能を提供することが出来る。
【０００７】
ホイップアンテナは最良の性能を得るためには伸張される必要があることを、必ずしも全ての利用者が理解している訳ではなく、またホイップはポケットまたは財布の中で引っかかる、好ましくない形状要因を形成するために、シャーシに埋め込まれた形式のアンテナが研究されている。つまりアンテナは、ホイップ、パッチ、またはそれに関する変形であろうとも、電話機のシャーシの内部に形成されるか、またはシャーシによって覆われている。この方法は好ましい電話機の形状要因を作り出すものの、アンテナは利用者の取り扱いおよびその他の利用者に起因する負荷の影響に対して、より敏感になる。例えば、机の上に置かれた時に８２４と８９４メガヘルツ（ＭＨｚ）の間の帯域幅の中で作動するようにチューニングされたアンテナは、それが利用者の手に持たれた時には、７９０と８３０ＭＨｚの間で最適に作動するようにチューニングされていることがあり得る。さらに、チューニングは利用者の身体的な特徴、および利用者が電話機を持ち使用する際の選び方に依存することがあり得る。このように、利用者の取り扱い方法の影響を考慮して、現状のシャーシに埋め込まれたアンテナを工場でチューニングすることは実際的ではないことがあり得る。
【０００８】
無線通信装置が、アンテナのダイバシティを最大化する、シャーシに埋め込まれたアンテナシステムを使用することは、有益である。
【０００９】
無線通信装置のシャーシに埋め込まれたアンテナシステムが、利用者の取り扱いあるいはその他のアンテナのチューニングを損なうメカニズムの影響を考慮して、修正され得ることは、有益である。
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は無線通信装置のシャーシに埋め込まれたアンテナシステムおよび放射された電磁気的通信のダイバシティを改良するための方法について記述する。シャーシに埋め込まれたあるいは内部アンテナは、利用者の取り扱いによる性能低下に対してより敏感であるので、本システムは複数のアンテナを使用し、各アンテナを通じての通信の質をモニタリングし、それに応じてアンテナが選択されることができる。
【００１１】
従って、無線通信装置の中における、放射された電磁気的通信のダイバシティのための方法が提供される。その方法は、第１のアンテナおよび第２のアンテナを無線通信装置のシャーシの内部に取り付けることと、第１および第２のアンテナから伝達され（ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｅｄ）、伝導された（ｃｏｎｄｕｃｔｅｄ）電磁気伝送線（ｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃ  ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ  ｌｉｎｅ）信号を感知することと、伝送線信号の感知結果に応じて、第１と第２のアンテナの中から選択すること、を包含する。この方法の一部の局面においては、１つのアンテナが選択されることはなく、そのかわりに第１と第２のアンテナが結合される。
【００１２】
この方法の一部の局面においては、伝送線信号の感知は伝送線信号のパワーレベルの感知を含む。例えば、アンテナで反射された伝送された信号の、伝送線信号パワーレベルが感知される。他の局面においては、伝送線信号を感知することは、第１および第２のアンテナで受信され伝送線に伝導された、放射された信号の感知を含む。例えば、伝送線に伝導された放射された信号のパワーレベルが感知されることが出来る。次いで、放射された信号の伝送線信号パワーレベルに応じて、アンテナの選択がなされる。代替案として、放射された信号が受信され、デコードされる。次いで、デコードエラーの最も少ない伝送線信号を供給したアンテナが選択される。
【００１３】
この方法の他の局面は、第１の動作周波数で第１のアンテナからの放射された電磁気的信号を伝達することと、第１の動作周波数で第２のアンテナからの放射された電磁気的信号を伝達すること、を含む。一局面においては、第１および第２のアンテナは、空間ダイバシティ（ｄｉｖｅｒｓｉｔｙ）を作るために、第１の動作周波数の約四分の一波長の有効距離だけ離される。他の局面においては、第１のアンテナは第１の極性の放射パターンを有し、第２のアンテナは第１の極性の放射パターンと直交する、第２の極性の放射パターンを有する。
【００１４】
上述した方法および無線電話機アンテナダイバシティシステムに関する追加の詳細は、以下により詳しく提供される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
図１は本発明の無線電話機アンテナダイバシティシステムの略ブロック図である。システム１００はシャーシ１０２（点線で示される）、第１の伝送線１０４、第２の伝送線１０６、およびシャーシ１０２の内部に取り付けられ、第１の伝送線１０４と接続される伝送線ポートを有する第１のアンテナ１０８を備える。第２のアンテナ１１０はシャーシ１０２の内部に取り付けられ、第２の伝送線１０６と接続される伝送線ポートを有する。
【００１６】
レギュレータ回路１１２は、第１の伝送線１０４と線１１３により作動的に接続された入力と、第２の伝送線１０６と線１１４により作動的に接続された入力とを有する。ここで使用された用語「作動的に接続された」は、間接的に接続された、あるいは介在する素子を通じて接続されたことを意味する。レギュレータ回路１１２は、第１および第２の伝送線１０４/１０６上に伝導される電磁気的伝送線信号に応じた制御信号を供給するための、線１１５を通じた出力を有する。スイッチ１１６は線１１８上のトランシーバ接続ポート、第１の伝送線１０４に接続されたポート、第２の伝送線１０６に接続されたポート、およびレギュレータ回路から線１１５により制御信号を受け取る入力を有する。スイッチ１１６は線１１５からの制御信号に応じて、線１１８上のトランシーバ接続ポートを、第１および第２の伝送線１０４/１０６に選択的に接続する。
【００１７】
システム１００の一実施形態においては、スイッチ１１６はトランシーバをアンテナの１つに接続させる、文字通りのスイッチである。システム１００の他の実施形態においては、スイッチは結合器しての役割を有する。つまり、スイッチ１１６は第１および第２の伝送ポート（へおよびからの信号）を結合し、また結合されたポートを線１１５からの制御信号に応じてトランシーバポートに結合する。例えば、スイッチ１１６は従来の３ｄＢスプリッタ（ｓｐｌｉｔｔｅｒ）を組み込むことが出来る。
【００１８】
一般にレギュレータ回路１１２は、第１および第２の伝送線１０４/１０６に伝導された伝送線信号パワーレベルに応じて、線１１５に制御信号を供給する。システム１００の一実施形態においては、レギュレータ回路１１２は、第１のアンテナポートおよび第２のアンテナポートから反射された伝送線信号パワーレベルに応じた制御信号を線１１５に供給する。つまり、レギュレータ回路１１２はアンテナ不整合の測定結果に応じてアンテナを選択する。アンテナ不整合は利用者の手の影響および/あるいは伝送周波数とアンテナの最適チューニング範囲との間の関係によって起こり得る。
【００１９】
代替案として、アンテナ１０８/１１０上に受信された信号の強さに基づいて、アンテナ選択の決定がなされることが出来る。つまり、第１のアンテナ１０８は放射された信号を受信し、伝導された伝送線信号（ｃｏｎｄｕｃｔｅｄ  ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ  ｌｉｎｅ  ｓｉｇｎａｌ）を第１の伝送線１０４に供給する。第２のアンテナ１１０は放射された信号を受信し、伝導された伝送線信号を第２の伝送線１０６に供給する。次いでシステム１００はさらに、第１の伝送線１０４と線１１３ａで作動的に接続された入力およびレギュレータ回路１１２と線１１３ｂで接続され伝送線信号パワーレベルを供給するための出力とを有する、第１のパワー検出器１２０を備える。同様に第２のパワー検出器１２２は、第２の伝送線１０６と線１１４ａで作動的に接続された入力、およびレギュレータ回路１１２と線１１４ｂで接続され、伝送線信号パワーレベルを供給するための出力とを有する。図示されていない代替案として、スイッチとトランシーバとの間に置かれた１個のパワー検出器が、２本の伝送線の信号をサンプリングする、多重方式とすることが出来る。いずれの方法に依っても、レギュレータ回路１１２は第１および第２の伝送線の検知された信号パワーレベルに応じた制御信号を線１１５に供給する。
【００２０】
図２は、図１の本発明のシステム１００の変更例を示す略ブロック図である。前記と同様に、第１のアンテナ１０８は放射された信号を受信し、第１の伝送線１０４に伝達された伝送線信号を供給する。第２のアンテナ１１０は放射された信号を受信し、第２の伝送線１０６に伝達された伝送線信号を供給する。受信機２００は、伝送線信号を受信しデコードするために、線１１８上のスイッチトランシーバポートに接続された入力を有する。受信機２００は、各アンテナに対応するデコードされた信号の誤りに関する信号を供給するために、レギュレータ回路１１２と線２０２で接続された出力を有する。次いでレギュレータ回路１１２は、各アンテナに対するデコードされた誤りに関する信号に応じた制御信号を線１１５に供給する。
【００２１】
図２のシステムは、如何なる特定の変調方式あるいはコーディングフォーマットを除外するものではないことに留意する。さらに、システム１００は順方向誤り訂正（ｆｏｒｗａｒｄ  ｅｒｒｏｒ  ｃｏｒｒｅｃｔｉｏｎ：ＦＥＣ）方式を使用する変調方式と共に使用されることが出来る。システム１００の他の局面においては、アンテナの選択は通信の相手、例えば無線電話の基準局によってなされる。この場合レギュレータ回路は、受信機２００により受信された指令に応じてアンテナ選択の決定を行う。
【００２２】
図１あるいは図２の何れにおいても、第１のアンテナ１１８は第１の電気的長さの能動素子を含み、そして第２のアンテナ１１０は第２の電気的長さの能動素子を含む。第１および第２の電気的長さは、同じ周波数で通信するために同一であり得る。他の局面においては、電気的長さは異なる周波数で通信するために異なり得、あるいは周波数帯の異なる端で通信するために、僅かに相違し得る。能動素子はアンテナの様式により決定される。例えばダイポールアンテナは放射器およびカウンターポイズを有し、代表的には有効な、動作周波数の四分の一波長倍である有効な電気的長さを有する。電気的長さは隣接した誘電体材料に依存し、伝導された信号の波長は伝導媒質によって変化する。モノポールアンテナはグランドプレーンカウンターポイズおよび放射器を有し、有効な、動作周波数の四分の一波長倍である有効な電気的長さを有する。本発明のシステム１００は、シャーシ１０２の形状要因に適合するすべての従来型のアンテナによってでも実現されることが出来、また本発明はいかなる特定のアンテナ形式に制限されるものではない。
【００２３】
図３はアンテナの空間ダイバシティを特徴づける、例示的なアンテナ取り付け配置を示す図面である。一部の局面においては、第１のアンテナ１０８は第１の電気的長さ３００に対応する第１の動作周波数を有し、また第２のアンテナ１１０は第１の電気的長さ３００と等しい第２の電気的長さ３０２に対応する第１の動作周波数を有する。シャーシ１０２は第１のアンテナ１０８を取り付けるために第１の位置３０４を有し、また第２のアンテナ１１０を取り付けるために第２の位置３０６を有する。第１と第２の位置３０４/３０６は、第１の動作周波数の約四分の一波長の有効距離３０８だけ離されている。
【００２４】
図４はアンテナの極性（ｐｏｌａｒｉｔｙ）に関するダイバシティを特徴づける、例示的なアンテナ取り付け配置を示す図面である。第１のアンテナ１０８は第１の電気的長さ３００に対応する第１の動作周波数、および参照記号４００で示される第１の極性の放射パターンを有する。第２のアンテナ１１０は、第１の電気的長さ３００と等しい第２の電気的長さ３０２に対応する第１の動作周波数、および参照記号４０２で示される第２の極性の放射パターンを有する。シャーシ１０２は第１のアンテナ１０８を取り付けるための第１の位置４０４、および第２のアンテナ１１０を取り付けるための位置４０６を有する。第１の極性の放射パターン４００は、第２の極性の放射パターン４０２に対して直交する。極性のパターンは直交である必要はないが、しかし一般には直交がより良い結果をもたらすことに留意する。極性のパターンはシャーシの中のアンテナの置き方と同様に、アンテナの形式にも依存することに留意すべきである。
【００２５】
図５は、図１から図４までのシャーシ１０２の物理的寸法を示す図面である。シャーシは４インチ（長さ）と２インチ（幅）と１インチ（厚さ）の寸法、あるいはそれ以下（上記寸法のうちの何れかにおいて）の寸法を有する。言い換えるならば、シャーシ１０２は８立方インチまたはそれ以下の体積を有する。れんが状の形状を有するように描かれているが、本発明はいかなる特定の形状にも限定されるものではないことに留意すべきである。また、れんがの形状をしたシャーシでも、内部部品、ハンドグリップ、表示画面、キーパッド、および外部アクセサリなどの造作を取り付ける上での変化を有することに留意すべきである。本発明のシステムは、これらの変形されたれんが形状のパッケージの中においても、実現されることが出来る。
【００２６】
図６は本発明のシステムの移相（ｐｈａｓｅ  ｓｈｉｆｔ）変更例の略ブロック図である。第１の移相器６００は、スイッチ１１６の第１の伝送線ポートに線１０４ａで接続される入力、およびレギュレータ回路１１２からの制御信号を受け取る線１１５ａの入力を有する。第１の移相器６００は、制御信号に対応して第１のアンテナの伝送線ポートに選択的に接続される、複数の通過信号位相区別（ｔｈｒｏｕｇｈ−ｓｉｇｎａｌ  ｐｈａｓｅ  ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｔｅｄ）出力を有する。図示されているように、第１の移相器は、ほぼ９０度分離された３個の位相区別された出力を線１０４ｂ、１０４ｃ、および１０４ｄ上に有する。「ほぼ」の用語は、異なった製造業者によって変化する製作上の許容誤差のために、また対象とする周波数は単一の周波数と対比して一般には周波数帯であるという事実のために用いられる。本発明はいかなる特定の移相器出力の数、あるいはいかなる特定の位相差に限定されるものではない。
【００２７】
同様に、第２の移相器６０２はスイッチの第２の伝送線ポートに接続される入力、およびレギュレータ回路１１２からの制御信号を受け取るための線１１５ｂ上の入力を有する。また第２の移相器６０２は制御信号に対応して第２のアンテナ１１０の伝送線ポートに選択的に接続される、複数の通過信号位相変換出力を有する。さらに、３個の位相変換された出力１０６ｂ、１０６ｃ、および１０６ｄは例示されているように、ほぼ９０度分離されている。
【００２８】
本発明のシステム１００は、スイッチで切り替えられる１本のアンテナ上に受信される通信、または結合されたアンテナ上に受信される通信を改善するために、移相器６００および６０２を使用することが出来る。例えば、デコードの誤りを最小化する（図２）か、または受信信号のパワーを最大化する（図１）かに対応して、位相が選択されることが出来る。特に示されていないが、システム１００はまた、スイッチとトランシーバとの間に置かれた１個の移相器によっても実現することができる。このような変更例は、アンテナが結合される場合と比較して、アンテナがスイッチで切り替えられる場合により有効である。
【００２９】
図７は、本発明のシステムのアンテナの電気的長さの変更例を示す略ブロック図である。システム１００は、制御信号を受け取るための線１１５ｃ上の入力および制御信号に対応する電気的長さの能動素子を有する、第１のアンテナ１０８を備える。同様に第２のアンテナ１１０は、制御信号を受け取るための線１１５ｄ上の入力、および制御信号に対応する電気的長さの能動素子を有する。レギュレータ回路１１２は第１および第２のアンテナにそれぞれ線１１５ｃおよび１１５ｄで接続される出力を有し、第１および第２の伝送線上の伝送線信号に対応する制御信号を供給する。上述のとおりレギュレータ回路は、アンテナにより反射されたパワー、受信された信号の強さ、デコードされた誤りの割合に対応することが出来る。また上述のとおり、このシステムの変更例は、さらに移相素子を組み込み得る。
【００３０】
多くの異なるアンテナ形式の電気的長さは、マイクロエレクトロメカニカルスイッチ（ＭＥＭＳｓ）を使用して放射器などの能動素子の物理的長さを変えることにより、あるいは強誘電性材料を使用して能動素子に隣接する誘電率を変化することにより、変更されることが出来る。しかしながら本発明は、いかなる特定の電気的長さ変更方法に制限されるものではない。上述されたＭＥＭＳおよび強誘電性体アンテナに関する追加の詳細は、Ａｌｌｅｎ  Ｔｒａｎによって発明された、アメリカ合衆国出願シリアル番号第１０/４０７，９６６号（２００３年４月３日出願）の「ＳＹＳＴＥＭ  ＡＮＤ  ＭＥＴＨＯＤ  ＦＯＲ  ＲＥＧＵＬＡＴＩＮＧ  ＡＮＴＥＮＮＡ  ＥＬＥＣＴＲＩＣＡＬ  ＬＥＮＴＨ」において見ることが出来、この出願はここにおいて援用されている。
【００３１】
特別には示されていないが、図面およびこれまでの記述から、本発明が複数の伝送線およびシャーシの内部に取り付けられた複数のアンテナを備え、それぞれのアンテナは複数の伝送線の対応する１つと接続される伝送線ポートを有することは、推定されることが出来る。次いでレギュレータ回路は、複数の伝送線のそれぞれと作動的に接続された入力を有する。同様にスイッチは、レギュレータ回路からの制御信号に対応して複数のアンテナを選択的にトランシーバに接続するための、複数のアンテナのそれぞれに接続するポートを有する。上述のとおり、レギュレータ回路は、アンテナにより反射されたパワー、受信された信号の強さ、デコードされた誤りの割合に対応することが出来る。また上述のとおり、システムのこの変更例は、移相素子および/または変更可能な電気的長さを有するアンテナを、さらに組み込み得る。
【００３２】
図８は、無線電話装置における放射された電磁気的通信を多様化するための本発明の方法を示す流れ図である。明確化のために、方法は一連の付番されたステップとして示されているが、明白に述べられる場合を除いて、付けられた番号から順序が推測されるべきではない。これらステップの一部は省かれる、平行して実施される、あるいは一連の厳密な順序を保つ必要なしに実施されることがあり得ることが、理解されるべきである。方法はステップ８００で始まる。
【００３３】
ステップ８０２は第１のアンテナおよび第２のアンテナを無線電話装置のシャーシ内部に取り付ける。ステップ８０４は第１および第２のアンテナから伝達された伝導された電磁気的通信線信号を感知する。ステップ８０６は伝送線信号の感知に対応して第１と第２のアンテナの間で選択を行う。一部の局面においては、ステップ８０６の第１と第２のアンテナの間の選択は、第１と第２のアンテナの結合を含む。
【００３４】
方法の一部の局面においては、ステップ８０４の伝送線信号の感知は、伝送線信号パワーレベルの感知を含む。一部の局面においては、ステップ８０４はアンテナにより反射された伝送信号の伝送線信号パワーレベルを感知する。
【００３５】
方法の一部の局面は、さらなるステップを包含する。ステップ８０１は、第１および第２のアンテナ上に伝達された放射された信号を受信する。次いで、ステップ８０４における伝送線信号の感知は、第１および第２のアンテナで受信され伝送線に伝導された放射された信号の感知を含む。
【００３６】
一変更例においては、ステップ８０４は伝送線に伝導された信号のパワーレベルを感知する。次いで、ステップ８０６における伝送線信号の感知に対応する第１と第２のアンテナの間の選択は、放射された信号の伝送線パワーレベルに対応してアンテナを選択することを含む。
【００３７】
別の変更例においては、ステップ８０４における伝送線に伝導された放射された信号の感知は、放射された信号を受信することおよびデコードすることを含む。次いで、ステップ８０６における伝送線信号の感知に対応する第１と第２のアンテナの間の選択は、最も少ないデコードされた誤りを伴う伝送線信号を提供したアンテナを選択することを含む。
【００３８】
一部の局面においては、ステップ８０１ａは第１の動作周波数で第１のアンテナを通じ
て放射された電磁気的信号を伝達する。ステップ８０１ｂは第１の動作周波数で第２のアンテナを通じて放射された電磁気的信号を伝達する。次いで、ステップ８０２における無線電話シャーシの内部に第１および第２のアンテナを取り付けることは、第１および第２のアンテナを第１の動作周波数の約四分の一波長の有効距離だけ離すことを含む。「約」の用語は、電気装置の組み立てに固有の製作許容誤差、隣接する誘電体の形状に由来する電気的経路の変動、および周波数帯のある１部のみが完全な四分の一波長の関係にあるものの、一般的に通信は周波数帯を横断してなされるという事実、のために用いられる。「有効距離」の用語は、間に介在する材料の誘電率の影響を考慮した、アンテナ間の距離を意味する。別の局面においては、ステップ８０１ｂは第１の動作周波数とは異なる第２の動作周波数で、第２のアンテナを通じて放射された電磁気的信号を伝達する。
【００３９】
別の局面においては、ステップ８０１ａにおける第１の動作周波数での第１のアンテナを通じての放射された電磁気的信号の伝達は、第１の極性の放射パターンによる放射を含む。ステップ８０１ｂにおける第１の動作周波数での第２のアンテナを通じての放射された電磁気的信号の伝達は、第１の極性の放射パターンに対して直交する第２の極性の放射パターンによる放射を含む。
【００４０】
方法の一部の局面においては、ステップ８０２における無線電話装置のシャーシ内部に第１および第２のアンテナを取り付けることは、第１のアンテナおよび第２のアンテナを４インチの長さと２インチの幅と１インチの厚さまたはそれ以下の寸法を有するシャーシの中に取り付けることを含む。
【００４１】
方法の一部の局面は、さらなるステップを含む。ステップ８０８は伝送線信号の感知に対応して、第１のアンテナにより伝達された伝送線信号の移相を行う。ステップ８１０は伝送線信号の感知に対応して、第２のアンテナにより伝達された伝送線信号の移相を行う。方法の別の局面は、ステップ８０８および８１０と結合され得る、あるいは結合され得ない、さらにさらなるステップを含む。ステップ８１２は伝送線信号の感知の対応して第１および第２のアンテナの電気的長さを変更する。
【００４２】
一部の局面においては、ステップ８０２において無線電話装置のシャーシの内部に第１のアンテナおよび第２のアンテナを取り付けることは、シャーシの内部に複数のアンテナを取り付けることを含む。ステップ８０４において第１および第２のアンテナにより伝達された伝導された電磁気的伝送線信号を感知することは、複数のアンテナにより伝達された伝送線信号を感知することを含む。次いで、ステップ８０６において第１および第２のアンテナの間で選択することは、複数の伝送線信号の間の感知に対応して複数のアンテナの間で選択することを含む。
【００４３】
選択的に接続されるシャーシに埋め込まれたアンテナを使用することにより、放射された電磁気的通信を多様化するための、システムおよび方法が提供されてきた。発明は無線電話を中心とする文脈の中で提示されたきたが、発明はより広い適用範囲を有することが理解されるべきである。さらに、アンテナ、スイッチ、移相器、およびレギュレータ回路の特定の配置が提示されてきたが、代替の配置および回路の組み合わせが、発明を実施するために使用可能であることが、理解されるべきである。発明の他の変更および実施形態は、同業者によって想起されるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本発明の無線電話機アンテナダイバシティシステムの、略ブロック図である。
【図２】図１の本発明のシステムの変更例を示す、略ブロック図である。
【図３】アンテナの空間ダイバシティを特徴づける、例示的なアンテナ取り付け配置を示す。
【図４】アンテナの極性に関するダイバシティを特徴づける、例示的なアンテナ取り付け配置を示す。
【図５】図１から図４までのシャーシの物理的寸法を示す。
【図６】本発明のシステムの移相を取り入れた変更例を示す、略ブロック図である。
【図７】本発明のシステムのアンテナの電気的長さの変更例を示す、略ブロック図である。
【図８】無線電話装置における放射された電磁気的通信を多様化するのための本発明の方法を示す流れ図である。
【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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【手続補正書】
【提出日】平成18年3月1日(2006.3.1)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
装置の中に埋め込まれた少なくとも第１のアンテナおよび第２のアンテナを有する無線通信装置において、電磁気的通信を管理する方法であって、
該第１および第２のアンテナにより伝達された、伝導された電磁気的伝送線信号を感知することと、
伝導された電磁気的伝送線信号の該感知に対応して該第１および第２のアンテナの間で選択をすることと、
伝導された電磁気的伝送線信号の該感知に対応して該第１および第２のアンテナの少なくとも１つの電気的性能の特性を変更すること
を包含する、方法。
【請求項２】
前記第１および第２のアンテナの少なくとも１つの電気的性能を前記変更することは、
伝導された電磁気的伝送線信号の前記感知に対応して、前記第１のアンテナにより伝達された前記伝導された電磁気的伝送線信号の移相を行うことと、
伝導された電磁気的伝送線信号の前記感知に対応して、前記第２のアンテナにより伝達された伝導された電磁気的伝送線信号の移相を行うことと
の少なくとも１つを包含する、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
第１の動作周波数で前記第１のアンテナを通じて電磁気的信号を送信することと、
該第１の動作周波数とは異なる第２の動作周波数で、前記第２のアンテナを通じて電磁気的信号を送信すること
をさらに包含する、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記第１および第２のアンテナの少なくとも１つの電気的性能を前記変更することは、前記第１および第２のアンテナによって伝達され、伝導された電磁気的伝送線信号の前記感知に対応して、前記第１および第２のアンテナの少なくとも１つのアンテナの電気的長さを変更することを包含する、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
無線電話機アンテナダイバシティシステムであって、
シャーシと、
トランシーバと、
第１の伝送線と、
第２の伝送線と、
該シャーシに埋め込まれ、該第１の伝送線と作動的に接続された第１のアンテナと、
該シャーシに埋め込まれ、該第２の伝送線と作動的に接続された第２のアンテナと、
該第１の伝送線と作動的に接続された入力、該第２の伝送線と作動的に接続された入力、および該第１および第２の伝送線上に伝導された電磁気的伝送線信号に対応する制御信号を供給する出力、を備えるレギュレータ回路と、
該トランシーバ、該第１の伝送線、および該第２の伝送線と作動的に接続され、該レギュレータ回路から制御信号を受信する入力を有するスイッチであって、該制御信号に対応して該トランシーバを該第１および第２の伝送線の少なくとも１つに選択的に接続するスイッチと、
該第１および第２ののアンテナの少なくとも１つと作動的に接続され、かつ該第１および第２の伝送線の少なくとも１つと作動的に接続された修正回路であって、該レギュレータ回路からの制御信号を受信するための入力を備え、該制御信号に対応して該第１および第２のアンテナの少なくとも１つの電気的性能の特性を変更するように構成された修正回路と
を備えるシステム。
【請求項６】
前記第１のアンテナは第１の電気的長さを有する第１の能動素子を備え、
前記第２のアンテナは第２の電気的長さを有する第２の能動素子を備え、
前記修正回路は該第１および第２の電気的長さの少なくとも１つを変更するように構成された、請求項５に記載の無線電話機アンテナダイバシティシステム。
【請求項７】
前記修正回路は、
前記第１の伝送線に沿って設置され、前記レギュレータ回路から制御信号を受信するための入力と、前記制御信号に対応して前記第１のアンテナに選択的に接続される、複数の通過信号位相区別出力とを有する第１の移相器と、
前記第２の送信線に沿って設置され、前記レギュレータ回路から制御信号を受信するための入力と、前記制御信号に対応して前記第２のアンテナに選択的に接続される、複数の通過信号位相区別出力とを有する第２の移相器と
をさらに備える、請求項５に記載の無線電話機アンテナダイバシティシステム。
【請求項８】
前記第１および第２のアンテナによって伝達され、伝導された電磁気的伝送線信号を前記感知することは、アンテナ不整合を測定することを包含する、請求項１に記載の方法。
【請求項９】
伝導された電磁気的伝送線信号を前記感知することは、
前記第１および第２のアンテナ上に伝達された放射された信号を受信することと、
該受信された信号をデコードすることと、
該受信されデコードされた信号のどちらが最小のデコード誤りを有するかを決定すること、を包含し、
前記第１および第２のアンテナの少なくとも１つによって伝達された、前記伝導された電磁気的伝送線信号の移相を行うことは、デコード誤りを最小にする相を選択することを包含する、請求項２に記載の方法。
【請求項１０】
伝導された電磁気的伝送線信号を前記感知することは、前記第１および第２のアンテナ上に伝達され受信された、放射された信号のパワーを検知することを包含し、
前記第１および第２のアンテナの少なくとも１つによって伝達された、前記伝導された電磁気的伝送線信号の移相を行うことは、受信された放射された信号のパワーを最大にする相を選択することを包含する、請求項２に記載の方法。
【請求項１１】
前記アンテナの電気的長さを前記変更することは、前記第１および第２のアンテナの少なくとも１つの能動素子の物理的長さを、マイクロエレクトロメカニカルスイッチの使用によって変更することを包含する、請求項４に記載の方法。
【請求項１２】
前記アンテナの電気的長さを前記変更することは、前記第１および第２のアンテナの少なくとも１つの能動素子に隣接する強誘電性材料の誘電率を変更することを包含する、請求項４に記載の方法。
【請求項１３】
アンテナ不整合検出器をさらに備え、
前記レギュレータ回路は該不整合検出器と作動的に接続される入力をさらに備える、
請求項５に記載の無線電話機アンテナダイバシティシステム。
【請求項１４】
前記レギュレータ回路は前記第１および第２のアンテナ上に伝達された放射された信号を受信し、該受信された信号をデコードし、どのデコードされた放射された信号が最も少ないデコード誤りを有するかを決定するように構成され、
前記修正回路はデコード誤りを最小にする相を選択するように構成されている、請求項７に記載の無線電話機アンテナダイバシティシステム。
【請求項１５】
前記レギュレータ回路は前記第１および第２の伝送線上に伝達された、受信された放射された信号のパワーを検出するように構成され、
前記修正回路は受信された信号のパワーを最大にする相を選択するように構成されている、請求項７に記載の無線電話機アンテナダイバシティシステム。
【請求項１６】
前記修正回路は第１の動作周波数で前記第１のアンテナを通じて電磁気的信号を送信し、一方では該第１の動作周波数と異なる第２の動作周波数で前記第２のアンテナを通じて電磁気的信号を送信するように構成される、請求項５に記載の無線電話機アンテナダイバシティシステム。
【請求項１７】
前記修正回路は、前記第１および第２のアンテナの少なくとも１つの能動素子の物理的長さを変更するように構成された少なくとも１つのマイクロエレクトロメカニカルスイッチをさらに備える、請求項６に記載の無線電話機アンテナダイバシティシステム。
【請求項１８】
前記修正回路は前記第１の能動素子に隣接する第１の強誘電性材料および前記第２の能動素子に隣接する第２の強誘電性材料をさらに備え、前記修正回路は該第１および第２の強誘電性材料の少なくとも１つの誘電率を変更するようにさらに構成される、請求項６に記載の無線電話機アンテナダイバシティシステム。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００８】
米国特許出願第２００３／００１３４６９Ａ１号は、マルチパス環境の中で情報を受信し送信するためのシステムおよび方法を開示している。特に複数のアンテナを有する無線装置は、その受信およびまたは送信の特性に基づいてアンテナを選択する。米国特許出願第２００４／００５３５８２Ａ１号は、時間分割多重アクセス（ＴＤＭＡ）システムの時間スロット特性およびアンテナ受信状態に基づいて、アンテナを切り替えることを備える携帯ラジオ装置を開示している。米国特許出願第２００２／０１０１３７７Ａ１号は、アンテナが無線通信装置内に埋め込まれている、カードベースのダイバシティアンテナ構造を開示している。
無線通信装置が、例えば利用者の取り扱いの影響による、シャーシに埋め込まれたアンテナのチューニングの不調を感知できることは、有益である。
無線通信装置が、アンテナのダイバシティを最大化する、シャーシに埋め込まれたアンテナシステムを使用することは、有益である。
【国際調査報告】
2006524022.tif 000011
2006524022.tif 000012
2006524022.tif 000013