具有可收缩天线的无线通信装置及其阻抗匹配方法制造方法及图纸

一种无线通信装置，在天线环境类似自由空间的天线环境不类似自由空间的两种状况下，可实现可收缩天线和连接至该天线的电路之间的理想的阻抗匹配。该装置包括（ａ）一个外壳；（ｂ）一个可收缩天线，具有连接在一起的第一和第二部件；第二部件连接至外壳内设置的内部电路；（ｃ）一个天线匹配电路，用于在所述第一和第二种状况下，使天线的阻抗与内部电路的阻抗相匹配；构成的端子匹配电路提供至少两个用于天线的阻抗值；和（ｄ）一个控制电路，用于控制对应于是否该装置处于第一或第二种状况下的端子匹配电路的操作；控制电路以此方式控制端子匹配电路，即当装置处于第一种状况时，选择至少两个端子阻抗值的第一个，当装置处于第二种状况时，选择至少两个端子阻抗值的第二个。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种无线通信装置和阻抗匹配方法，更具体地，涉及一种具有可收缩天线的无线通信装置以及这种无线通信装置的阻抗匹配方法，在天线环境类似自由空间的情况与天线环境不类似自由空间的另一种情况下，这种装置能使天线与连接至该天线的电路之间的阻抗匹配。作为一种典型的无线通信装置的便携式电话具有几种工作状态，例如等待来话消息或数据的等待状态、输入电话号码的拨号输入状态、和传输或接收的通信状态。这些操作状态可以分成两类，即电话机执行传输或接收操作的“非通信状态”和电话机不执行传输或接收操作的“通信状态”。在“非通信状态”中，天线的环境类似自由空间，因此它可以接近自由空间。而在“通信状态”中，天线的环境不类似自由空间。这是由于为了使用电话机上的微音器和受话器交换声音消息的目的电话机常常用于处于接近使用者头部的位置。因而它是一种典型的无法近似为通信环境状态的自由空间的天线环境。而且，考虑到电话用于数据传输的状态，这种状态属于“通信状态”；在这种状态中，电话通常用于远离使用者的头的位置。这是由于无须有交换声音消息的微音器和受话器，并且由于电话通常与便携计算机一起工作。结果，天线环境可以接近数据传输状态中的自由空间。因此，如果电话的操作状态根据天线的环境来分类，它们可以分类成两种情况，即类似于自由空间的第一种情况，和不类似自由空间的第二种情况。因此，天线的输入阻抗需要根据可以应用的两种情况的其中之一而变化。因此，便携式电话的天线通常是可收缩的，并且正因如此，天线的环境根据是否天线收缩到外壳中而变化。考虑到上述的天线环境的变化，已经设计和开发了惯常的便携式电话的结构。它可以应用到具有可收缩天线的任何其它无线通信装置。附图说明图1示出现有技术的无线通信装置的示意性结构，该装置构成一个便携式电话。如图1所示，现有技术的无线通信装置101包括一个鞭状天线102、一个匹配电路105、一个带有用于转换传输和接收操作的三个端子的开关106、一个天线匹配电路107、一个传输电路111、一个接收电路112、一个控制电路113和一个外壳120。匹配电路105、开关106、天线匹配电路107、传输电路111、接收电路112和控制电路113固定在外壳120中。鞭状天线102包括一个直的部件104和一个螺旋部分103。直的部件103由外壳120支承，所以可从外壳120向外延伸，并可收缩到其内部。部件103串联地连接至部件104。天线102以无线电波的形式发射由传输电路111提供的信号TS，并产生从外部接收的无线电波得来的接收信号RS。在直的部件104收缩到外壳120中的情况下(以下可称之为鞭状天线102收缩)，只有螺旋部件103从外壳120突出。另一方面，在直的部件104从外壳120伸出外面的情况下(以下可称之为鞭状天线102伸出)，螺旋和直的部件103和104从外壳120中伸出。端子匹配电路107的一个端子连接至一个连接器121，其另一个端子连接至地。电路107具有预定的特定阻抗。匹配电路105的一个端子连接至一个连接器122，其另一个端子连接至开关106的第一端子。电路105起到匹配天线102与传输或接收电路111或112之间的阻抗的作用。如图1所示，当鞭状天线102收缩到外壳120中时，直的部件104的底端与连接器121相连接。因此，端子匹配电路107连接至部件104的底端。部件104的上部分与连接器122相连接，从而将匹配电路105连接至部件104。当鞭状天线102从外壳120中伸出时，直的部件104的底端与连接器121分开，结果，端子匹配电路107与部件104断开。部件104保持与连接器122的接触，结果，匹配电路105在这种情况下保持于部件104的连接。开关106的第二和第三端子分别连接至传输电路111的输出端和接收电路112的输入端。开关106交替地将传输和接收电路111和112的其中之一连接至匹配电路105。传输电路111通过采用具体的传输数据调制载波以产生传输信号TS。数据TS通过开关106和匹配电路105从电路111的输出端输出到鞭状天线102。电路111的工作是由控制电路113提供的传输控制信号TCS控制的。通过匹配电路105和开关106将天线102产生的接收信号RS输入到接收电路112的输入端。接收电路112解调如此所提供的接收信号RS，并提取在信号RS中包含的数据。电路112的工作是由接收控制信号RCS控制的。如果接收信号RS包括一个断开信号DCS，则接收电路112将信号DCS输出到控制电路113。在这种情况下，电路113采用控制信号RCS来停止电路112的接收操作。控制电路113产生开关控制信号SCS、传输控制信号TCS和接收控制信号RCS，分别将它们提供给开关106、传输电路111和接收电路112。现有技术的无线通信装置101按以下的方式工作。在信号传输时，操作开关106以将传输电路111连接至匹配电路105。从传输电路111输出的传输信号TS通过匹配电路105和开关106提供到鞭状天线102。如此提供的信号TS以无线电波的形式发射到外面或空气中。在信号接收时，操作开关106以将接收电路112连接至匹配电路105。由天线102提供的接收信号RS通过匹配电路105和开关106输入到接收电路112。如此输入的信号RS被解调以提取出其中包含的数据。于是，根据来自控制电路113的开关控制信号SCS，将天线102电连接地切换到传输或接收电路111或112。如以上解释，当鞭状天线102伸出时，鞭状天线102的螺旋部件和直的部件103和104从外壳120中伸出。结果，部件103和104两者提供具体的天线功能。在这种状态，端子匹配电路107不起作用，因此只有匹配电路105在天线102与接收或传输电路111或112间提供阻抗匹配功能。另一方面，当鞭状天线102收缩时，只有螺旋部件103从外壳120中伸出。结果，只有部件103提供具体的天线功能。在这种状态，端子匹配电路107起作用，并补偿天线102的输入阻抗。换言之，当只有螺旋部件103有作用时，天线102的输入阻抗被补偿，以匹配天线102与接收或传输电路111或112间的阻抗。于是，类似鞭状天线102伸出的状态，通过匹配电路105实现天线102与接收或传输电路111或112之间的阻抗匹配操作。通常，以选择最佳阻抗或者当鞭状天线伸出来时匹配天线102与接收或传输电路111或112间的阻抗的方式来调节匹配电路105。在假定天线102处于自由空间(即第一种状况)的情况下，完成所需要的阻抗匹配的调节。在装置101处于邻近使用者的头部时的状态下(即第二种状况)，由于头的影响，螺旋部件103的输入阻抗改变。因此，阻抗匹配状态将偏离。天线102收缩时的阻抗匹配状态的偏离程度大于天线伸出时的偏离程度。图2是表示在装置101处于邻近使用者的头部的第二种状况下鞭状天线102(基本上是螺旋部件103)的输入阻抗的史密斯圆图。从图2可见，表示天线102输入阻抗的曲线a1从中心线b1处向下移动，这意味着输入阻抗特性恶化。图3示出表示在第二种状况下天线102(基本上是螺旋部件103)与传输或接收电路111或112间的回波损耗特性的曲线。从图3可见，在W1频率范围内，回波损耗大于传输和接收本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种无线通信装置，包括： （ａ）一个外壳； （ｂ）一个可收缩到所述外壳中的天线； 所述天线具有连接在一起的一个第一部件和一个第二部件； 即使当所述天线收缩时，所述第一部件处于外面； 当所述天线收缩时，所述第二部件收缩至所述外壳中； 所述第二部件连接至在所述外壳中设置的一个内部电路； （ｃ）一个端子匹配电路，用于在天线环境类似自由空间第一种状况和天线环境不类似自由空间的第二种状况下使所述天线的阻抗与所述内部电路的阻抗匹配； 所述端子匹配电路被构成为向天线提供至少两个端子阻抗值；和 （ｄ）一个控制电路，用于对应于所述装置处于第一种状况或第二种状况而控制端子匹配电路的工作； 所述控制电路以这样的方式控制所述端子匹配电路，即当所述装置处于第一种状况时，选择至少两个端子阻抗值中的第一个端子阻抗，和当所述装置处于第二种状况时，选择至少两个端子阻抗值中的第二个端子阻抗。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：齐藤哲也，
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]