便携式无线电设备制造技术

一种便携式无线电设备，能够使用针对要使用的频带中的所有频率分量的天线和简单匹配电路来提供阻抗匹配。一种便携式无线电设备包括鞭状天线、匹配电路、无线电部分改变开关、第一频带接收器和第一频带发射器。引起了比天线的谐振频率低的频率的谐振的并联电感器与双谐振特性的天线并联，从而进行宽带操作。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种便携式无线电设备，更具体地讲，涉及一种便携式无线电设备，能够使用具有针对要使用的频带中的所有频率分量的简单结构的天线和匹配电路，提供阻抗匹配。
技术介绍
在作为日本标准系统的个人数字蜂窝(PDC)系统以及作为欧洲标准系统的全球移动通信系统(GSM)中，采用其中每个基站只使用分配给其的特定时隙来发送或接收信号的时分多址(TDMA)来改善频率利用的效率。在PDC系统中，分别将不同的频带分配给上行通信和下行通信，从而对通信进行复用。将范围从810MHz到885MHz的频带分配给下行通信，而将范围从885MHz到960MHz的频带分配给上行通信。在GSM系统中，将935MHz到960MHz的频带分配给下行通信，而将890MHz到915MHz的频带分配给上行通信。随着未来通过无线通信进行通信的内容容量的增加，需要增加传输速度。因此，必须根据安装双工功能的情况予以考虑，以便使用数据通信中的所有接收时隙来增加传输速度。在双工通信中，要求同时进行发射和接收。因此，具有双工功能的便携式无线电设备必须包括覆盖了上行通信的频带和下行通信的频带的天线。已经公知的是，如便携式电话、包括通信功能的无线电设备或包括通信功能的个人数字助理(PDA)等之类现今的便携式无线电设备具有受到其外壳或机壳长度极大影响的天线特性。图1示出了便携式无线电设备的机壳长度与其天线特性之间的关系。在天线特性中，在改变机壳长度的同时，绘出了带宽，从而使其在使用优化匹配电路时，回损等于或小于-10dB。纵轴表示天线的比例带宽(％)，而横轴表示机壳长度(L)与波长(λ)的比值(L/λ)。在此示例中，为了计算，假设机壳长度等于大约0.14λ，而天线是具有大约0.045λ高度的螺旋天线。在当前的市场上，翻盖型便携式电话(可以在铰链部分处折叠)以及其机壳长度能够通过旋转或拉出两个机壳部分而延长的便携式电话得到了广泛的使用。在这种电话中，处于延长状态下的机壳长度通常为大约0.2m。在800MHz频带中，该长度对应于0.54λ到0.6λ。从图1可以看到，在这种情况下，天线的带宽约为5.6％。在800MHz频带的通信中，PDC系统使用大约该频带的11％，而GSM系统使用大约8％到9％。因此，无论采用PDC或GSM系统，具有大约稍低于6％的天线带宽的现有便携式电话不能确保足够的带宽。换句话说，电话的天线元件只能在PDC或GSM系统中使用的频带的部分频率分量有效地起作用。如刚刚所述，在将双工功能添加到传统的便携式无线电设备中时，问题在于较窄的天线带宽。现有技术的便携式无线电设备不能扩大天线带宽，这是因为其匹配电路只能在较窄的频带内与天线匹配。即，用于发射的匹配电路只能在用于上行通信的频带内与天线匹配，而用于接收的匹配电路只能在用于下行通信的频带内与天线匹配。因此，传统的便携式无线电设备包括分别对不同的频带进行了优化的匹配电路，并通过从其中选择适用于要使用的频带的匹配电路，来实现双工功能。图2示出了这种类型的无线电设备的结构。此设备包括用于双工发射的并联谐振电路5、TDMA发射电路19和TDMA接收电路20。这些电路分别通过开关3、16和17连接到匹配电路2和无线电部分切换开关7之间的各个点上。在分组发射中使用电路5，因此，难以用在人的头部侧。因此，电路5具有进行了调整的常数，以便同时覆盖自由空间中的发射和接收频带。在使用语音和声音的呼叫中，便携式无线电设备使用TDMA系统进行通信，因此，被用在人的头部侧。当在TDMA通信中使用双工发射电路5时，在人的头部侧，匹配状态变差，因此，也恶化了天线特性。为了解决此问题，调整TDMA发射电路19，从而无论是用在自由空间中还是用在人的头部侧，发射频带只处于优化匹配状态。现在，将对该设备的操作进行描述。在采用双工功能的通信中，闭合开关3，而断开其他开关。因此，只有并联谐振电路5进行操作，以同时覆盖发射和接收频带。在TDMA通信中，根据分别与发射定时和接收定时同步的控制信号，对TDMA发射电路19和TDMA接收电路20进行操作。在这种情况下，分别通过开关3和18，将电路5和1.5MHz电路21与天线1相分离。因此，在音频呼叫的状态下，可以在发射和接收频带中，获得令人满意的特性。在便携式无线电设备中，可以在800MHz频带中实现双工功能。但是，需要切换操作，以便根据通信系统来选择适当的匹配电路。这导致了电路结构变得复杂且部件数增加的问题。与电路尺寸和电路复杂度的增加相关联，匹配电路的损耗增加，因此，辐射效率恶化。由于该设备还需要针对各个通信系统的开关，该设备消耗大量的电能。此外，也增加了用于控制各个开关的逻辑电路的尺寸。这将导致每个匹配电路的加大安装面积的问题。题为“匹配电路和使用该匹配电路的天线设备”的日本专利申请公开No.9-307331公开了一种无线电设备的天线装置，用于对较宽范围内的频率信号进行通信，而无需进行匹配电路之间的切换操作。但是，根据在上述专利申请中所公开的专利技术，利用可变的电容器调整匹配电路的谐振频率，额外地需要改变电容器的电容的控制电路。因此，由于不能缩减匹配电路的电路尺寸，匹配电路损耗变得较大，与执行匹配电路间的切换的上述现有技术中一样，因此降低了辐射效率。此外，在便携式电话中，现今的一类便携式无线电设备，在如先前那样只使用800MHz频带时，由于订户数量的增加，呼叫信道变得不足。因此，建议用户订购使用1.5GHz频带、1.9GHz频带或更高的频带的电磁波来提供的通信服务。这已经导致了被称为“双频带设备”的便携式无线电设备的开发，从而使一部便携式电话可以使用两个频带。对双频带设备进行配置，从而使用800MHz频带和1.5GHz频带(大约为800MHz频带的两倍)或使用800MHz和1.9GHz进行操作。需要对双频带设备进行配置，从而使用于将无线电信号转换为电信号的无线电电路能够以两个频带进行操作，以及用于接收无线电信号的天线和匹配电路在两个频带中工作。但是，传统的便携式无线电设备不能只利用如上所述的一个匹配电路覆盖800MHz的所有频率分量。为了利用800MHz和1.5GHz进行双频带操作，需要如图2所示的只使用800MHz频带的传统设备还包括用于通过1.5GHz频带对信息进行通信的匹配电路(1.5GHz频带匹配电路21)、用于接收1.5GHz频带内的无线电信号的电路(第二频带接收器电路14)、用于发射1.5GHz频带内的信号的电路(第二频带发射器电路15)、以及用于在其间进行切换操作的开关(开关7c、11和18)，如图3所示。在这种结构中，需要控制电路6根据要使用的通信系统，适当地执行开关间的切换。在这种情况下，与只使用800MHz频带的便携式无线电设备相比，电路尺寸变得更大，因此，匹配电路的损耗和辐射特性的恶化表现得更为强烈。
技术实现思路
因此，本专利技术的目的是提供一种便携式无线电设备，能够使用具有针对要使用的频带中的所有频率分量的简单结构的天线和匹配电路，提供阻抗匹配。依照本专利技术的第一方面，为了实现上述目的，提供了一种便携式无线电设备，包括天线，用于发射和接收无线电信号；无线电电路，用于对通过天线接收到的无线电信号进行解码，以及对要通过天线作为无线电信号发射的信号进行编码；以及匹配电路，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种便携式无线电设备，包括：天线，用于发射和接收无线电信号；无线电电路，用于对通过天线接收到的无线电信号进行解码，以及对要通过天线作为无线电信号发射的信号进行编码；以及匹配电路，用于在天线和无线电电路之间提供阻抗匹配 ；其中所述匹配电路包括与天线并联的至少一个电感元件；以及所述电感元件中的至少一个具有大于预定值的Ｑ因数，Ｑ因数被表示如下：Ｑ＝ωＬ／Ｒ其中，Ｒ表示电阻分量，Ｌ表示电感分量，以及ω表示无线电信号的角频率。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：斋藤哲也，
申请(专利权)人：日本电气株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]