JP5369955B2

JP5369955B2 - 無線通信用デバイス及び移動通信端末

Info

Publication number: JP5369955B2
Application number: JP2009166409A
Authority: JP
Inventors: 尚吾有村
Original assignee: Mitsumi Electric Co Ltd
Current assignee: Mitsumi Electric Co Ltd
Priority date: 2009-07-15
Filing date: 2009-07-15
Publication date: 2013-12-18
Anticipated expiration: 2029-07-15
Also published as: CN101959324A; US20110014949A1; US8798676B2; JP2011023919A

Description

本発明は、移動通信端末に装着される無線通信用デバイス及び移動通信端末に関する。

携帯電話機等の移動通信端末では、近距離のデータ転送用として赤外線送受信、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）等の無線機能を搭載することが一般化している。更に、中距離のデータ転送用として無線ＬＡＮの機能を移動通信端末に追加搭載することが要望されている。

無線ＬＡＮの機能を追加搭載する場合、例えばマイクロＳＤカード等のカードデバイスにアンテナを含む無線ＬＡＮの回路ブロックを搭載して無線ＬＡＮカードとし、この無線ＬＡＮカードを移動通信端末に装着することで実現される。

なお、移動通信端末にカードデバイス用アンテナを設け、カードデバイスが移動通信端末に装着された場合にカードデバイス用アンテナをカードデバイスに接続する技術が知られている（例えば特許文献１参照）。

特開２００９−６０１６０号公報

携帯電話機における無線ＬＡＮカードの装着位置は機種によって異なっている。無線ＬＡＮカードにアンテナを含む無線ＬＡＮの回路ブロックを搭載しているとすると、無線ＬＡＮカードのアンテナ部分が携帯電話機を保持するユーザの手で覆われる場合や、無線ＬＡＮカードのアンテナ部分が携帯電話機の電池パックや基板等で覆われる場合がある。このような場合には無線ＬＡＮカードのアンテナ感度が悪化し、無線ＬＡＮ機能を有効に使用できないという問題があった。

また、一般的に、携帯電話機等の移動体通信ではマルチパスの影響を受けることがあり、特に、無線ＬＡＮで使用する周波数２．４ＧＨｚの帯域ではマルチパスの影響が顕著になるという問題があった。

本発明は上記の点に鑑みてなされたもので、アンテナ感度の悪化を軽減する無線通信用デバイス及び移動通信端末を提供することを目的とする。

本発明の一実施態様による無線通信用デバイスは、
移動通信端末（１０）に装着される無線通信用デバイス（２０）であって、
送信データに基づいてプリアンブル領域とヘッダ領域とデータ領域を有する無線フレーム信号を発生し、無線受信した無線フレーム信号を処理する第１送受信回路（２５）を備え、
前記第１送受信回路（２５）は、
前記無線通信用デバイス（２０）に設けられた無線送受信用の第１アンテナ（２３）に接続されると共に、前記無線通信用デバイス（２０）の外部で前記移動通信端末（１０）に実装されており前記無線通信用デバイス（２０）が送受信する信号との信号を送受信する第２送受信回路（１５）に接続される第２アンテナ（１３）に、前記第２アンテナを前記第１送受信回路（２５）又は前記第２送受信回路（１５）に切り替えて接続するスイッチ（１４）と前記第１アンテナと前記第２アンテナを切り替えて前記第１送受信回路（２５）に接続するスイッチ（２４）との間のインピーダンスマッチングを行うマッチング回路（３６）を介して、接続され、
前記第１アンテナで受信した無線フレーム信号のプリアンブル領域の受信信号強度と前記第２アンテナで受信した無線フレーム信号のプリアンブル領域の受信信号強度とを比較して、受信信号強度が大なる方の第１又は第２アンテナを選択して前記第１送受信回路に接続させる制御手段を有する。

また、本発明の一実施態様による移動通信端末は、
所定周波数帯の信号を送受信する無線通信用デバイス（２０）を装着される移動通信端末であって、
送信データに基づいて無線通信用の信号を発生し、無線受信した信号を処理する第２送受信回路（１５）と、
前記所定周波数帯の信号を無線送受信する第２アンテナ（１３）と、
前記第２アンテナ（１３）を、前記無線通信用デバイス（２０）が有する第１送受信回路（２５）と、前記第２送受信回路（１５）とのいずれかに切り替えて接続する第２スイッチ（１４）と、を有し、
前記無線通信用デバイス（２０）は、
前記第２スイッチ（１４）と第１スイッチ（２４）との間のインピーダンスマッチングを行うマッチング回路（３６）を介して接続された前記第２アンテナ（１３）と前記無線通信用デバイス（２０）に設けられた無線送受信用の第１アンテナ（２３）とを切り替えて前記無線通信用デバイス（２０）に設けられた第１送受信回路（２５）に接続する前記第１スイッチ（２４）を有し、
前記移動通信端末の長手方向の一端に前記第１アンテナと第２アンテナの一方を配置し、前記移動通信端末の長手方向の他端に前記第１アンテナと第２アンテナの他方を配置し、
前記第１送受信回路は、送信データに基づいてプリアンブル領域とヘッダ領域とデータ領域を有する無線フレーム信号を発生し、無線受信した無線フレーム信号を処理し、かつ、前記第１アンテナで受信した無線フレーム信号のプリアンブル領域の受信信号強度と前記第２アンテナで受信した無線フレーム信号のプリアンブル領域の受信信号強度とを比較して、受信信号強度が大なる方の第１又は第２アンテナを選択して前記第１送受信回路に接続させる制御手段を有する。

好ましくは、前記カードデバイスは、前記第１アンテナ（２３）で受信した信号の受信信号強度と前記第２アンテナ（１３）で受信した信号の受信信号強度とを比較して、受信信号強度が大なる方の第１又は第２アンテナを選択して前記カードデバイス内蔵の送受信回路に接続させる制御手段（１６）を有する。

好ましくは、前記第２スイッチ（１４）は、ユーザの選択に応じて切り替え接続する。

なお、上記括弧内の参照符号は、理解を容易にするために付したものであり、一例にすぎず、図示の態様に限定されるものではない。

本発明によれば、アンテナ感度の悪化を軽減することができる。

本発明の移動通信端末と無線ＬＡＮカードの平面図である。移動通信端末と無線ＬＡＮカードの概略構成図である。無線ＬＡＮカードのブロック構成図である。ＲＦスイッチの切り替え制御処理の一実施形態のフローチャートである。アンテナの相対位置関係の各実施形態を示す図である。アンテナの相対位置関係の各実施形態を示す図である。号スペクトラムを示す図である。

以下、図面に基づいて本発明の実施形態について説明する。

＜移動通信端末と無線ＬＡＮカードの平面図＞
図１は、本発明の移動通信端末と無線ＬＡＮカードの平面図を示す。図１（Ａ）は移動通信端末の一実施形態の平面図を示す。ここでは、移動通信端末１０の裏面カバーを外した状態を示している。移動通信端末１０内の例えば電池パック１１の近傍にカードデバイス用コネクタ１２が配設されている。このカードデバイス用コネクタ１２にはカードデバイスとしての無線ＬＡＮカード（図１（Ｂ））が矢印方向に挿入されて装着される。無線ＬＡＮカードは着脱自在である。

また、移動通信端末１０内にはＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）用として周波数２．４ＧＨｚ帯のアンテナ１３が配設されている。なお、移動通信端末１０内にはアンテナ１３の他にも、移動通信用のアンテナや地上デジタル放送のワンセグ用アンテナ等が配設されている。

図１（Ａ）はカードデバイスとしての無線ＬＡＮカードの一実施形態の平面図を示す。ここでは、無線ＬＡＮカード２０としてマイクロＳＤカードを使用している。無線ＬＡＮカード２０には、マイクロＳＤカード標準の８個の端子２１の他に、２個の端子２２ａ，２２ｂが設けられている。端子２１は１個の電源端子と、１個の接地端子と、４個のデータ端子と、１個のクロック端子と、１個のコマンド端子であり、端子２２ａは接地端子、２２ｂはアンテナ端子である。また、無線ＬＡＮカード２０内には無線ＬＡＮ用として周波数２．４ＧＨｚ帯のアンテナ２３が配設されている。

なお、無線ＬＡＮ規格であるＩＥＥＥ８０２．１１ｂ／ｇで規定される無線ＬＡＮは周波数２．４ＧＨｚ帯を使用し、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）においても無線ＬＡＮと同一の周波数２．４ＧＨｚ帯を使用している。

図２は、移動通信端末と無線ＬＡＮカードの概略構成図を示す。図２において、無線ＬＡＮカード２０内において、アンテナ２３とアンテナ端子２２ｂはＲＦスイッチ２４に接続され、また、ＲＦスイッチ２４は無線ＬＡＮ処理部２５に接続されている。ＲＦスイッチ２４は無線ＬＡＮ処理部２５からの制御により、アンテナ２３とアンテナ端子２２ｂのいずれか一方を無線ＬＡＮ処理部２５に接続する。

無線ＬＡＮカード２０のアンテナ端子２２ｂは移動通信端末１０のＲＦスイッチ１４の端子ａに接続されている。ＲＦスイッチ１４の端子ｂにはブルートゥース処理部１５が接続され、ＲＦスイッチ１４の端子ｃにはアンテナ１３が接続されている。

移動通信端末１０全体を制御する制御部１６は、ユーザがブルートゥース使用モードを選択するとＲＦスイッチ１４の端子ｂ，ｃ間を接続してアンテナ１３をブルートゥース処理部１５に接続する。また、制御部１６はユーザが無線ＬＡＮ使用モードを選択するとＲＦスイッチ１４の端子ａ，ｃ間を接続してアンテナ１３を無線ＬＡＮカード２０のアンテナ端子２２ｂを介してＲＦスイッチ２４に接続する。

なお、無線ＬＡＮ処理部２５は端子２１を介して移動通信端末１０の制御部１６と接続されている。

＜無線ＬＡＮカードの構成＞
図３は、無線ＬＡＮカードのブロック構成図を示す。図３において、無線ＬＡＮ処理部２５はマイクロプロセッサを含んでおり、このマイクロプロセッサがメモリとして使用するＥＥＰＲＯＭ３１が接続されている。また、無線ＬＡＮ処理部２５には発振回路３２からクロックが供給される。無線ＬＡＮ処理部２５は端子２１を介して移動通信端末１０の制御部１６から無線ＬＡＮ使用モードを指示されると、送受信信号のＲＦ（高周波）信号処理、ベースバンド処理、ＭＡＣ処理等を実行する。また、無線ＬＡＮ処理部２５はＲＦスイッチ２４の切り替え制御を行う。

端子２１を介して移動通信端末１０の制御部１６等から供給される送信データは無線ＬＡＮ処理部２５においてＭＡＣ処理、ベースバンド処理、ＲＦ信号処理を行われて送信信号とされ、帯域フィルタ（ＢＰＦ）３３で帯域制限されて増幅回路３４に供給される。増幅回路３４で増幅された送信信号は低域フィルタ（ＬＰＦ）３５で不要周波数成分を除去されてＲＦスイッチ２４に供給され、ＲＦスイッチ２４が選択するアンテナ２３又はアンテナ１３のいずれか一方から送信される。

なお、移動通信端末１０のアンテナ１３が接続される端子２２ｂとＲＦスイッチ２４との間にはマッチング回路３６が設けられている。マッチング回路３６は、例えば端子２２ｂとＲＦスイッチ２４との間に直列接続された２つのキャパシタと、２つのキャパシタの接続点と接地間に接続されたインダクタを有し、ＲＦスイッチ１４とＲＦスイッチ２４間のインピーダンスマッチングを行う。

また、アンテナ１３又はアンテナ２３のいずれか一方で受信された信号がＲＦスイッチ２４で選択され、帯域フィルタ３７で帯域制限されて無線ＬＡＮ処理部２５に供給される。受信信号は無線ＬＡＮ処理部２５においてＲＦ信号処理、ベースバンド処理、ＭＡＣ処理を行われ、端子２１から移動通信端末１０の制御部１６等に供給される。

＜ＲＦスイッチの切り替え制御＞
図４は無線ＬＡＮ処理部２５が実行するＲＦスイッチ２４の切り替え制御処理の一実施形態のフローチャートを示す。なお、無線ＬＡＮフレームは、プリアンブル領域とヘッダ領域とデータ領域を有し構成される。

図４において、ステップＳ１で無線ＬＡＮフレームのプリアンブル期間において無線ＬＡＮカード２０のアンテナ２３（メインアンテナと表記）を選択するようＲＦスイッチ２４を制御し、アンテナ２３で受信した信号の受信信号強度を保持する。また、ステップＳ２で無線ＬＡＮフレームのプリアンブル期間において移動通信端末１０のアンテナ１３（サブアンテナと表記）を選択するようＲＦスイッチ２４を制御し、アンテナ１３で受信した信号の受信信号強度を保持する。

次に、ステップＳ３でアンテナ２３の受信信号強度とアンテナ１３の受信信号強度を比較する。ここで、アンテナ２３（メインアンテナ）の受信信号強度が大なるときはステップＳ４に進んでアンテナ２３（メインアンテナ）を選択するようＲＦスイッチ２４を制御し、無線ＬＡＮフレームのヘッダ領域及びデータ領域（メインフレーム）をアンテナ２３で受信する。更に、ステップＳ５で送信フレームの有無を判別し、送信フレームがあればステップＳ６で送信フレームをアンテナ２３で送信してステップＳ１に進む。

一方、アンテナ１３（サブアンテナ）の受信信号強度が大なるときはステップＳ７に進んで、アンテナ１３（サブアンテナ）を選択するようＲＦスイッチ２４を制御し、無線ＬＡＮフレームのヘッダ領域及びデータ領域（メインフレーム）をアンテナ１３で受信する。更に、ステップＳ８で送信フレームの有無を判別し、送信フレームがあればステップＳ９で送信フレームをアンテナ１３で送信してステップＳ１に進む。

このように、アンテナ１３とアンテナ２３のうち受信信号強度が大なる方のアンテナを選択して無線ＬＡＮフレームのヘッダ領域及びデータ領域を受信するため、無線ＬＡＮカード２０のアンテナ２３部分がユーザの手や携帯電話機の電池パックや基板等で覆われてアンテナ２３の感度が悪化した場合には、アンテナ感度の良好な移動通信端末１０のアンテナ１３を用いて無線ＬＡＮフレームの送受信を行うことができる。すなわち、アンテナ感度の悪化を軽減することができる。

＜ダイバーシチ＞
無線ＬＡＮカード２０は、移動通信端末１０のコネクタ１２に装着されるため、移動通信端末１０におけるコネクタ１２の配設位置の違いによって無線ＬＡＮカード２０のアンテナ２３と移動通信端末１０のアンテナ１３との相対位置関係が異なる。

図５及び図６に、アンテナ１３，２３の相対位置関係の各実施形態を示す。図５においては、アンテナ１３とアンテナ２３の長手方向は共にＸ方向であり、アンテナ１３とアンテナ２３は距離Ｌ１だけ離間している。この場合は図４の切り替え制御処理を実行することにより、アンテナ１３とアンテナ２３との間で空間ダイバーシチを実現できる。

図６においては、アンテナ１３の長手方向がＸ方向であるのに対しアンテナ２３の長手方向はＹ方向であり互いに直交している。つまり、アンテナ１３が水平偏波であるとすれば、アンテナ１３は垂直偏波である。この場合は図４の切り替え制御処理を実行することにより、アンテナ１３とアンテナ２３との間で偏波ダイバーシチを実現できる。

上記の空間ダイバーシチ又は偏波ダイバーシチを行うことによって、マルチパスの影響を軽減することができる。

１０移動通信端末
１１電池パック
１２カードデバイス用コネクタ
１３，２３アンテナ
１４，２４ＲＦスイッチ
２０無線ＬＡＮカード
２１，２２ａ，２２ｂ端子
２５無線ＬＡＮ処理部
３１ＥＥＰＲＯＭ
３２発振回路
３３，３７帯域フィルタ
３４増幅回路
３５低域フィルタ
３６マッチング回路

Claims

移動通信端末に装着される無線通信用デバイスであって、
送信データに基づいてプリアンブル領域とヘッダ領域とデータ領域を有する無線フレーム信号を発生し、無線受信した無線フレーム信号を処理する第１送受信回路を備え、
前記第１送受信回路は、
無線送受信用の第１アンテナに接続されると共に、前記無線通信用デバイスの外部で前記移動通信端末に実装されており前記無線通信用デバイスが送受信する信号と同一周波数帯の信号を送受信する第２送受信回路に接続される第２アンテナに、前記第２アンテナを前記第１送受信回路又は前記第２送受信回路に切り替えて接続するスイッチと前記第１アンテナと前記第２アンテナを切り替えて前記第１送受信回路に接続するスイッチとの間のインピーダンスマッチングを行うマッチング回路を介して、接続され、
前記第１アンテナで受信した無線フレーム信号のプリアンブル領域の受信信号強度と前記第２アンテナで受信した無線フレーム信号のプリアンブル領域の受信信号強度とを比較して、受信信号強度が大なる方の第１又は第２アンテナを選択して前記第１送受信回路に接続させる制御手段を
有することを特徴とする無線通信用デバイス。
所定周波数帯の信号を送受信する無線通信用デバイスを装着される移動通信端末であって、
送信データに基づいて無線通信用の信号を発生し、無線受信した信号を処理する第２送受信回路と、
前記所定周波数帯の信号を無線送受信する第２アンテナと、
前記第２アンテナを、前記無線通信用デバイスが有する第１送受信回路と、前記第２送受信回路とのいずれかに切り替えて接続する第２スイッチと、を有し、
前記無線通信用デバイスは、
前記第２スイッチと第１スイッチとの間のインピーダンスマッチングを行うマッチング回路を介して接続された前記第２アンテナと前記無線通信用デバイスに設けられた無線送受信用の第１アンテナとを切り替えて前記無線通信用デバイスに設けられた第１送受信回路に接続する前記第１スイッチを有し、
前記移動通信端末の長手方向の一端に前記第１アンテナと第２アンテナの一方を配置し、前記移動通信端末の長手方向の他端に前記第１アンテナと第２アンテナの他方を配置し、
前記第１送受信回路は、送信データに基づいてプリアンブル領域とヘッダ領域とデータ領域を有する無線フレーム信号を発生し、無線受信した無線フレーム信号を処理し、かつ、前記第１アンテナで受信した無線フレーム信号のプリアンブル領域の受信信号強度と前記第２アンテナで受信した無線フレーム信号のプリアンブル領域の受信信号強度とを比較して、受信信号強度が大なる方の第１又は第２アンテナを選択して前記第１送受信回路に接続させる制御手段を有する
ことを特徴とする移動通信端末。
請求項２記載の移動通信端末において、
前記第２スイッチは、ユーザの選択に応じて切り替え接続することを特徴とする移動通信端末。