CN1370341A - 便携式无线电单元 - Google Patents

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东海林英明
今西康人
深泽彻
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Abstract

本发明的便携式无线电单元(1)的一个方面具有:机壳(2);开闭自由地安装在该机壳(2)上的盖(3);检测盖(3)的开闭的开闭检测装置(7);设置在盖(3)上的双极天线(5);用于为双极天线(5)馈电的馈电装置(4a,4b,6a,6b);用于根据盖(3)的开闭控制馈电装置(4a,4b,6a,6b)的馈电控制装置(8)。另一方面,便携式无线电单元(1)具有设置在机壳(2)上的谐振器(9),谐振器(9)配置在盖(3)关闭时靠近双极天线(5)的位置。再一方面,根据盖(3)的开闭,切换连接第1和第2匹配电路(12,13)与馈电装置(6)和双极天线(5)。

Description

便携式无线电单元
                         发明领域
本发明涉及便携式无线电单元，尤其涉及具有设置在开闭自由的机盖(housing)部(以下称为盖(cover))上的天线的便携式无线电单元。
                         背景技术
特开平8-186518号公报上公开了一个在开闭自由的盖上具有天线的无线通信装置的例子。
上述的盖天线，具有第1和第2组件，盖打开时将第1组件调谐为接收发送电路的工作频率，盖关闭时将第2组件调谐为接收发送电路的工作频率。因此，无论盖打开还是关闭时，都能将盖天线调谐为接收发送电路的工作频率。
但是，上述文献中公开的无线通信装置中，盖上实质上存在2个天线，由于这些天线的结合，可能会降低天线效率。而且，上述的盖天线中，必须有2个馈电线，所以机构复杂化，不便于馈电线的设置。
                         发明内容
本发明是为了解决上述问题而做出的。本发明的目的是，在开闭自由的盖上设置天线的便携式无线电单元中，抑制天线效率降低的同时，使馈电线的设置简单。
根据本发明的便携式无线电单元的一个方面具有：机壳、盖、双极天线、馈电装置、开闭检测装置以及馈电控制装置。盖开闭自由地安装在机壳上。双极天线设置在盖上。馈电装置给双极天线馈电。开闭检测装置检测盖的开闭。馈电控制装置根据开闭检测装置的检测结果控制馈电装置。
天线设置在盖上时，在打开盖的状态下，由于作为一般的双极天线工作，约-6dB的反射衰减量的频带可以获得约20％。但是，在盖关闭的状态下，由于天线靠近机壳内部的基板的地导体，存在其频带减少到约2％(图2A)的问题。因此，本申请的发明人，经过反复专心研究，得知在盖上只设置一个双极天线的情况下，通过根据盖的开闭适当地控制馈电装置，也能够确保小于规定值的反射衰减量的频带比较宽。具体地，如后面所述，例如采用平行2线式馈电线作为馈电装置，通过在该馈电线的激励方向下功夫，如图2B所示，盖关闭时，也能确保约-6dB的反射衰减量的频带的约15％。由此，无论盖打开还是关闭时都能用一个天线来对应，不必像现有例那样设置2个天线。其结果，能够抑制天线效率的降低。而且，由于不必设置2个天线，馈电线的设置也变得容易。
上述的馈电装置包括平行2线式馈电线。在此情况下，在盖打开的状态下以反相激励平行2线式馈电线，在盖关闭的状态下以同相激励平行2线式馈电线。由此，如上所述无论盖打开还是关闭时，都能确保约-6dB的反射衰减量的频带。
另外，上述馈电装置也可以包括同轴线路。同轴线路具有外部导体和内部导体，外部导体与机壳短路，在盖打开的状态下激励内部导体，在盖关闭的状态下激励外部导体。
这样通过在在盖打开的状态下激励外部导体，得到与以同相激励上述平行2线式馈电线相同的效果。而且，通过在盖关闭的状态下激励内部导体，得到与以反相激励上述平行2线式馈电线相同的效果。因此，可以推测无论盖打开还是关闭时，都能确保约-6dB的反射衰减量的频带。
外部导体的馈电点与外部导体上的与机壳的短路点之间的间隔最好为四分之一波长。
由此，由于从电源到短路点的估计阻抗为无限大，所以能够抑制短路点对馈电点的阻抗的影响较小。
根据本发明的便携式无线电单元的另一方面具有机壳、盖、双极天线、馈电装置、谐振器。盖开闭自由地安装在机壳上。双极天线设置在盖上。馈电装置给双极天线馈电。谐振器设置在机壳上，配置在盖关闭时靠近双极天线的位置。
盖关闭时，通常频带变窄。但是，通过将谐振器设置在上述位置上，能够分散反射衰减量变低的频率。由此，例如，得到如图7B所示的频率特性，其结果，在盖关闭时也能确保约-6dB的反射衰减量的频带比较宽。另一方面，在盖打开时，如图7A所示，也能确保约-6dB的反射衰减量的频带较宽。其结果，无论盖打开还是关闭时，都能确保约-6dB的反射衰减量的频带。
另外，谐振器可以使用一端短路，另一端开放的四分之一波长的谐振器或两端开放的二分之一波长谐振器。
根据本发明的便携式无线电单元的再一方面具有：机壳、盖、双极天线、馈电装置、开闭检测装置、第1和第2匹配电路以及第1和第2切换开关。盖开闭自由地安装在机壳上。双极天线设置在盖上。馈电装置给双极天线馈电。开闭检测装置检测盖的开闭。第1切换开关，根据开闭检测装置的检测结果，切换连接第1和第2匹配电路与馈电装置。第2切换开关，根据开闭检测装置的检测结果，切换连接第1和第2匹配电路与双极天线。
如上所述根据盖的开闭切换匹配电路的情况下，与设置谐振器的情况下同样，能够分散反射衰减量变低的频率。由此，无论盖打开还是关闭时，都能确保约-6dB的反射衰减量的频带。
上述的任何一个方面中，最好双极天线沿与机壳的长方向垂直的方向延伸。
由此，在倾斜机壳进行通话时，与地面垂直的偏振波成分变多，与垂直偏振波的基站的一致性变好。这也可以增强抑制天线效率降低的效果。
此外，在各方面中，也可以简单地弯曲双极天线的顶端，也可以将双极天线的顶端弯曲成蛇形。由此，能够缩短天线的物理长度。
                       附图说明
图1A是本发明的实施方式1中的便携式无线电单元的概略结构图。
图1B是用于说明本发明的馈电方法的方框图。
图2A表示图1A所示的便携式无线电单元中，在盖关闭时反相激励时对天线不采取任何对策的情况下的反射衰减量与频率的关系。
图2B表示图1A所示的便携式无线电单元中，在盖关闭时同相激励时的天线的反射衰减量与频率的关系。
图3A是本发明的实施方式2中的便携式无线电单元的概略结构图。
图3B是图3A所示的的便携式无线电单元的改进的概略结构图。
图4A是本发明的实施方式3中的便携式无线电单元的概略结构图。
图4B是图4A所示的的便携式无线电单元的部分扩大侧面图。
图5A是本发明的实施方式4中的便携式无线电单元的概略结构图。
图5B表示图5A所示的的便携式无线电单元的盖关闭时的状态。
图6A是本发明的实施方式5中的便携式无线电单元的概略结构图。
图6B是表示图6A中的第1匹配电路的一个例子的电路图。
图6C是表示图6A中的第2匹配电路的一个例子的电路图。
图7A表示图5A和图6A中所示类型的便携式无线电单元在盖打开时天线的反射衰减量与频率的关系。
图7B表示图5A和图6A中所示类型的便携式无线电单元在盖关闭时天线的反射衰减量与频率的关系。
                    具体实施方式
下面使用图1A至图7B来说明本发明的实施方式。
(实施方式1)
如图1A所示，便携式无线电单元1具有机壳2(地导体)、开闭自由的盖(翻盖)3、双极天线5、第1和第2馈电线4a，4b、RF(射频Radio Frequency)电源第1和第2电源6a，6b以及盖开闭检测装置7。
盖3开闭自由地安装在机壳2上，例如由有机聚合物等介电材料形成，内部具有双极天线5。双极天线5的长度L1为二分之一波长(λ/2)，并沿与机壳2的长方向垂直的方向延伸。由此，在倾斜机壳2进行通话时，与地面垂直的偏振波成分变多，与垂直偏振波的基站的一致性变好。
第1和第2馈电线4a，4b、第1和第2电源6a，6b作为双极天线5的馈电装置工作。第1和第2馈电线4a，4b如图1所示为平行2线式馈电线，第1和第2馈电线4a，4b分别通过电源6a，6b与机壳2连接。第1或第2馈电线4a，4b与双极天线5的一半相加得到的电长L2为λ/4+N×λ/2(N为大于1的整数)。
盖开闭检测装置7检测盖3的开闭，盖开闭检测装置，例如可以使用特开平6-291820号公报中公开的检测装置。根据盖开闭检测装置7的检测结果，控制给第1和第2馈电线4a，4b的馈电。
具体地，在由盖开闭检测装置7检测到盖3打开时，以反相激励第1和第2馈电线4a，4b，在由盖开闭检测装置7检测到盖3关闭时，以同相激励第1和第2馈电线4a，4b。
在图1A所示的情形下，根据盖3的开闭通过用图中未示出的控制装置控制第1和第2电源6a，6b(馈电装置)的动作，根据盖3的开闭如上所述控制第1和第2馈电线4a，4b的激励状态。
在盖打开的状态下，由于作为一般的双极天线工作，反射衰减量小于-6dB的频带可以得到约20％。图2B表示盖3关闭时的频率特性。通过图2B可以确认反射衰减量小于-6dB的频带可以得到约15％。因此，通过进行如上所述的馈电控制，无论盖打开还是关闭时，都能确保约-6dB的反射衰减量的频带。
也就是说，在盖3上设置一个双极天线5的情况下，也能通过根据盖3的开闭适当地控制馈电装置，确保小于规定值的反射衰减量的频带。
由此，无论在盖3打开还是关闭时，都能用一个天线对应，不必像现有例那样在盖上设置两个天线。其结果，能够抑制天线效率的降低。而且，由于不必设置两个天线，馈电线的设置也变得容易。
此外，也可以如图1B所示，设置一个电源6，在电源6与第1和第2馈电线4a，4b之间设置馈电控制装置8，将馈电控制装置8与盖开闭检测装置7连接。在此情况下，也能根据盖3的开闭如上所述分别激励第1和第2馈电线4a，4b。顺便提一下，作为馈电控制装置8的一个例子，可以列举出分配器等。
(实施方式2)
接下来，使用图3A和3B说明本发明的实施方式2及其改进。
如图3A所示，本发明的实施方式2中，双极天线5的顶端被弯曲。由此，可以缩短双极天线5的物理长，使双极天线5更紧凑。其它的结构与图1A所示的实施方式1的情况相同。
此外，如图3所示，双极天线5的顶端也可以弯曲为蛇形。在此情况下也能得到同样的效果。
(实施方式3)
下面，使用图4A和图4B说明本发明的实施方式3。如图4A所示，本实施方式3中使用同轴线路9作为馈电线。同轴线路9具有外部导体9a和内部导体9b，外部导体9a与机壳短路。即，外部导体9a接地。
同轴线路9，如图4B所示，设置为与机壳有间隔，外部导体9a的一端在短路点11与机壳2短路。此外，如图4A和图4B所示，外部导体9a的馈电点10与上述短路点11之间的间隔L3大约为λ/4。由此，由于从电源6a到短路点11的估计阻抗变为无限大，能够抑制短路点11对馈电点10的阻抗的影响较小。
在本实施方式3中，在盖3打开的状态下激励内部导体9b，在盖3关闭的状态下激励外部导体9a。
这样通过在盖3关闭的状态下激励外部导体9a，得到与以同相激励上述平行2线式馈电线相同的效果。通过在盖3打开的状态下激励内部导体9b，得到与以反相激励上述平行2线式馈电线相同的效果。
因此，可以推测在本发明的实施方式3的情况下，无论盖打开还是关闭时，与实施方式1的情况下同样能够确保约-6dB的反射衰减量的频带。
(实施方式4)
下面，使用图5A和图5B，说明本发明的实施方式4。
本实施方式4和后面叙述的实施方式5所述的发明用于使用两个分离的频带。
在盖3打开的状态下，由于能够使放射部离开人体，所以具有能够抑制由人体导致的效率降低的优点。但是，另一方面，在盖3关闭的状态下，通常频带变窄，存在不能覆盖两个分离的频带的缺点.因此，使用谐振电路，分散反射衰减量变低的频率.
作为为此目的的一种方法，如图5A所示的实施方式4中，谐振器9设置在机壳2上谐振器9，如图5B所示配置在盖3关闭时靠近双极天线5的位置，由双极天线5以非接触方式激励。另外，可以使用与上述的各实施方式的情况下同样的双极天线5及其馈电装置。
通过将谐振器9设置在上述的位置，能够分散反射衰减量变低的频率。例如可以得到图7B所示的频率特性。即，盖3关闭时，能够确保2处约-6dB的反射衰减量的频带。
另一方面，在盖3打开时，由于作为一般的双极天线工作，图7A所示，能够可以确保约-6dB的反射衰减量的频带较宽。其结果无论盖打开还是关闭时，都能确保约-6dB的反射衰减量的频带。
此外，谐振器9可以使用一端短路，另一端开放的λ/4谐振器(长度L4为λ/4+N×λ/2(N为大于1的整数)的谐振器)或两端开放的λ/2谐振器(长度为N×λ/2(N为大于1的整数)的谐振器)。另外也可以采用例如板状、线状、蛇形、螺旋形的谐振器作为谐振器9。
(实施方式5)
下面，使用图6A到图6B说明本发明的实施方式5。本实施方式5中，通过用开关切换匹配电路，使在盖3关闭时分散反射衰减量变低的频率。
如图6A所示，本实施方式5中的便携式无线电单元1具有：第1和第2匹配电路12，13、第1和第2切换开关14，15以及电源6。
第1匹配电路12，在盖3打开时与双极天线5连接。第2匹配电路13，在盖3关闭时与双极天线5连接。
图6B和图6C表示第1和第2匹配电路12，13的结构例。如图6B和图6C所示，第1和第2匹配电路12，13分别具有电容16和线圈17。
第1切换开关14，根据开闭检测装置7的检测结果，如上所述切换连接第1和第2匹配电路12，13与电源6。第2切换开关15根据开闭检测装置14的检测结果，切换连接第1和第2匹配电路12，13与双极天线5。即，盖3打开时，将第1匹配电路12与电源6和双极天线5连接，盖3关闭时，将第2匹配电路13与电源6和双极天线5连接。另外，也可以使用同轴线路9以外的馈电线。
可以认为在本实施方式的情况下，与实施方式4的情况下相同，可以得到图7A和图7B所示的特性。因此，无论在盖3打开还是关闭时，都能确保约-6dB的反射衰减量的频带。
如上对本发明的实施方式进行了说明，但也可以对各实施方式的特征进行适当组合。而且，应当认为本次公开的实施方式的所有点都是示例，并非用于限制。本发明的范围由权利要求的范围指示，包括权利要求的范围及同等意思和范围内的所有变更。
工业可用性
本发明有效地适用于在开闭自由地设置在机壳上的盖(翻盖)上设置天线的便携式无线电单元。

Claims (17)

1.一种便携式无线电单元，具有：
机壳(2)；
开闭自由地安装在上述机壳(2)上的盖(3)；
设置在上述盖(3)上的双极天线(5)；
用于给上述双极天线5馈电的馈电装置(4a，4b，6a，6b)；
检测上述盖(3)的开闭的开闭检测装置(7)；
用于根据上述开闭检测装置(7)的检测结果，控制上述馈电装置(4a，4b，6a，6b)的馈电控制装置(8)。
2.如权利要求1所述的便携式无线电单元，上述馈电装置(4a，4b，6a，6b)包括平行2线式馈电线(4a，4b)，
在上述盖(3)打开的状态下以反相激励上述平行2线式馈电线(4a，4b)，
在上述盖(3)关闭的状态下以同相激励上述平行2线式馈电线(4a，4b)。
3.如权利要求1所述的便携式无线电单元，上述馈电装置(4a，4b，6a，6b)包括同轴线路(9)，
上述同轴线路(9)具有外部导体(9a)和内部导体(9b)，
上述外部导体(9a)与上述机壳(2)短路，
上述盖(3)打开的状态下激励上述内部导体(9b)，
上述盖(3)关闭的状态下激励上述外部导体(9a)。
4.如权利要求3所述的便携式无线电单元，上述外部导体(9a)的馈电点(10)与上述外部导体(9a)上的与上述机壳(2)的短路点(11)之间的间隔为四分之一波长。
5.如权利要求1所述的便携式无线电单元，上述双极天线(5)沿与上述机壳(2)的长方向垂直的方向延伸。
6.如权利要求1所述的便携式无线电单元，上述双极天线(5)的顶端弯曲。
7.如权利要求1所述的便携式无线电单元，上述双极天线(5)的顶端弯曲为蛇形。
8.一种便携式无线电单元，具有：
机壳(2)；
开闭自由地安装在上述机壳(2)上的盖(3)；
设置在上述盖(3)上的双极天线(5)；
用于给上述双极天线(5)馈电的馈电装置(6)；
设置在上述机壳(2)上的谐振器(9)，
上述谐振器(9)配置在上述盖(3)关闭时靠近上述双极天线(5)的位置。
9.如权利要求8所述的便携式无线电单元，上述谐振器(9)包括一端短路，另一端开放的四分之一波长的谐振器。
10.如权利要求8所述的便携式无线电单元，上述谐振器(9)包括两端开放的二分之一波长的谐振器。
11.如权利要求8所述的便携式无线电单元，上述双极天线(5)沿与上述机壳(2)的长方向垂直的方向延伸。
12.如权利要求8所述的便携式无线电单元，上述双极天线(5)的顶端弯曲。
13.如权利要求8所述的便携式无线电单元，上述双极天线(5)的顶端弯曲为蛇形。
14.一种便携式无线电单元，具有：
机壳(2)；
开闭自由地安装在上述机壳(2)上的盖(3)；
设置在上述盖(3)上的双极天线(5)；
用于给上述双极天线(5)馈电的馈电装置(6)；
检测上述盖(3)的开闭的开闭检测装置(7)；
第1和第2匹配电路(12，13)；
用于根据上述开闭检测装置(7)的检测结果，切换连接上述第1和第2匹配电路(12，13)与上述馈电装置(6)的第1切换开关(14)；
用于根据上述开闭检测装置(14)的检测结果，切换连接上述第1和第2匹配电路(12，13)与上述双极天线(5)的第2切换开关(15)。
15.如权利要求14所述的便携式无线电单元，上述双极天线(5)沿与上述机壳(2)的长方向垂直的方向延伸。
16.如权利要求14所述的便携式无线电单元，上述双极天线(5)的顶端弯曲。
17.如权利要求14所述的便携式无线电单元，上述双极天线(5)的顶端弯曲为蛇形。
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