專利名稱：Tdma便攜電話中的天線匹配電路轉(zhuǎn)換系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及適用于移動通信系統(tǒng)的TDMA系統(tǒng)的便攜電話的天線匹配轉(zhuǎn)換系統(tǒng)。
在現(xiàn)有TDMA系統(tǒng)的便攜電話中，通過一個諸如偶極天線之類的天線發(fā)送和接收電磁波以實現(xiàn)減小裝置尺寸。在這類TDMA移動通信系統(tǒng)中，通常，由于發(fā)送信號的頻率(發(fā)送頻率)和接收信號的頻率(接收頻率)互不相同。因此，在上述天線的情況下，使用相同天線匹配電路很難在發(fā)送頻率和接收頻率二者中建立良好的天線匹配。日本特開實用新案申請公開(JP-U-昭59-147347)中揭示了第一種現(xiàn)有技術(shù)，在該申請中，在天線和接收側(cè)之間設(shè)置防止高頻發(fā)送信號輸送到接收側(cè)的低通濾波器。
在TDMA通信系統(tǒng)中，在發(fā)送情況下發(fā)送信號的發(fā)送周期和接收情況下接收信號的接收周期互不相同。因此，日本特開專利公開(JP-A-平3-119836)中公開了一種通過在發(fā)送和接收之間轉(zhuǎn)換唯一的天線匹配電路的匹配狀態(tài)建立天線匹配的方法。在所公開的第二現(xiàn)有實例中，在發(fā)送過程和在接收過程分開測量天線的駐波比。然后，通過將該測量結(jié)果反饋到天線匹配電路調(diào)節(jié)天線匹配狀態(tài)嘗試使發(fā)送和接收情況下的天線匹配最優(yōu)化。應(yīng)指出，天線匹配是指在預(yù)定頻率使來自天線的電磁波輻射效率最佳，即在預(yù)定頻率建立最大天線增益。其主要因素是達(dá)到天線的阻抗匹配。
在上述現(xiàn)有天線匹配技術(shù)中，為通過最優(yōu)化匹配的單個天線發(fā)送和接收發(fā)送頻率和接收頻率互不相同的電磁波，由于需要諸如天線特征測量電路、該測量電路的控制電路、可改變參數(shù)的天線匹配電路和匹配電路的參數(shù)控制電路之類的許多電路，因此，電路結(jié)構(gòu)變復(fù)雜并且尺寸較大。這樣，存在著很難將該電路結(jié)構(gòu)用在非常需要減小裝置尺寸的便攜電話的天線匹配電路中的問題。
根據(jù)本發(fā)明的一個目的是提供一種可解決上述現(xiàn)有技術(shù)中天線匹配電路問題的天線匹配電路轉(zhuǎn)換系統(tǒng)。
本發(fā)明的另一個目的是提供可簡化并以較小尺寸制造用于移動通信系統(tǒng)的TDMA便攜電話的天線匹配方法和天線匹配電路轉(zhuǎn)換系統(tǒng)。
本發(fā)明的再一個目的是提供可由天線以最佳匹配狀態(tài)分別發(fā)送和接收電磁波的發(fā)送頻率和接收頻率的TDMA便攜電話中的天線匹配方法和天線匹配電路轉(zhuǎn)換系統(tǒng)。
為實現(xiàn)本發(fā)明的一個方面，便攜電話的天線匹配電路轉(zhuǎn)換系統(tǒng)包括一個天線，用于以電磁波形式發(fā)送發(fā)送信號和接收接收信號；一個接收部分，用于從天線接收接收信號；一個發(fā)送部分，用于向天線提供具有與接收信號的第二頻率不同的第一頻率的發(fā)送信號；一個發(fā)送和接收轉(zhuǎn)換部分，用于響應(yīng)接收控制信號將天線連接到接收部分和響應(yīng)發(fā)送控制信號將天線連接到發(fā)送部分；一個以第二頻率與天線匹配的第一天線匹配電路；一個以第一頻率與天線匹配的第二天線匹配電路；一個天線匹配電路轉(zhuǎn)換部分，用于響應(yīng)接收控制信號將天線連接到第一天線匹配電路和響應(yīng)發(fā)送控制信號將天線連接到第二天線匹配電路；和一個控制部分，用于有選擇地向發(fā)送和接收轉(zhuǎn)換部分以及天線匹配電路轉(zhuǎn)換部分發(fā)出接收控制信號和發(fā)送控制信號。
當(dāng)便攜電話用于TDMA系統(tǒng)時，控制部分在一個TDMA周期的接收周期期間發(fā)出接收控制信號并在其發(fā)送周期期間發(fā)出發(fā)送控制信號。另外，當(dāng)接通便攜電話電源時，控制部分發(fā)出接收控制信號。
在一天線匹配電路轉(zhuǎn)換系統(tǒng)中，第一天線匹配電路可由第一線圈和第一電容器組成，第二天線匹配電路可由第二線圈和第二電容器組成。
另一方面，當(dāng)天線由天線元件和一線圈組成時，第一天線匹配電路可由第一電容器構(gòu)成，第二天線匹配電路可由第二電容器構(gòu)成。
為實現(xiàn)本發(fā)明的另一方面，在便攜電話中的接收方式和發(fā)送方式建立天線匹配的方法包括步驟響應(yīng)接收控制信號建立與天線的第一匹配量；響應(yīng)接收控制信號將天線連接到接收部分；響應(yīng)發(fā)送控制信號建立與天線的第二匹配量；響應(yīng)發(fā)送控制信號將天線連接到發(fā)送部分；有選擇地發(fā)出接收控制信號和發(fā)送控制信號。


圖1是包括根據(jù)本發(fā)明第一實施例的天線匹配電路轉(zhuǎn)換系統(tǒng)的TDMA系統(tǒng)便攜電話的方框圖2是包括根據(jù)本發(fā)明第二實施例的天線匹配電路轉(zhuǎn)換系統(tǒng)的TDMA系統(tǒng)便攜電話的方框圖；和圖3是天線匹配電路轉(zhuǎn)換系統(tǒng)的操作流程圖。
下面參考附圖詳細(xì)描述本發(fā)明的天線匹配電路轉(zhuǎn)換系統(tǒng)。
圖1是包含根據(jù)本發(fā)明一個實施例的天線匹配電路轉(zhuǎn)換系統(tǒng)的TDMA系統(tǒng)便攜電話的方框圖。參考圖1，該便攜電話是用于移動通信系統(tǒng)的TDMA系統(tǒng)中的便攜電話，包括天線1、天線匹配電路轉(zhuǎn)換電路2、天線匹配電路7和8、發(fā)送和接收轉(zhuǎn)換電路3、接收部分5、發(fā)送部分6、和控制部分4。
在發(fā)送周期，便攜電話發(fā)送從發(fā)送部分6提供的發(fā)送信號作為從天線1發(fā)送的電磁波。在接收周期，接收部分接收從由天線1接收的電磁波產(chǎn)生的接收信號。上述發(fā)送周期和上述接收周期是互不相同的信號周期。由接收部分5的控制、發(fā)送部分6的控制以及由控制部分4的發(fā)送和接收轉(zhuǎn)換電路3的控制進(jìn)行上述發(fā)送周期和上述接收周期之間的轉(zhuǎn)換。
信號端1a是采用可伸展的棒形偶極天線的天線1與由形成在印刷電路板上的發(fā)送和接收轉(zhuǎn)換電路3、接收部分5、發(fā)送部分6和控制部分4構(gòu)成的便攜電話主體之間的接口點。信號端1a連接到天線匹配電路轉(zhuǎn)換電路2的一個公用端和發(fā)送和接收轉(zhuǎn)換電路3的一個公用端。天線匹配電路轉(zhuǎn)換電路2的兩個轉(zhuǎn)換端分別連接到天線匹配電路7和天線匹配電路8。發(fā)送和接收轉(zhuǎn)換電路3的兩個轉(zhuǎn)換端分別連接接收部分5的接收信號輸入端和發(fā)送部分6的發(fā)送信號輸出端。應(yīng)指出，信號端1a與發(fā)送和接收轉(zhuǎn)換電路3有時由一饋線連接。該饋線有時是天線1的阻抗匹配電路的一部分。
在采用900MHz頻帶的數(shù)字移動電話系統(tǒng)的實例中，發(fā)送信號的頻率(發(fā)送頻率)和接收信號的頻率(接收頻率)之間存在約50MHz的頻差。當(dāng)存在該等級頻差時，在單一元件的情況下，天線1中的發(fā)送頻率和接收頻率之間的天線匹配中存在較大頻差。
如上所述，在第一實施例的TDMA系統(tǒng)便攜電話中，天線匹配電路轉(zhuǎn)換電路2的公用端連接到信號端1a，即發(fā)送和接收轉(zhuǎn)換電路3的公用端，兩個轉(zhuǎn)換端分別連接到天線匹配部分7和8。天線匹配部分7由第一線圈7-1和電容器7-2構(gòu)成，并當(dāng)天線匹配部分7連接到信號端1a，即天線1時該天線匹配部分7在接收頻率形成與天線1具有近似最佳阻抗匹配。天線匹配部分8由第二線圈8-1和第二電容器8-2構(gòu)成，并當(dāng)天線匹配部分8連接到信號端1a，即天線1時該天線匹配部分8在發(fā)送頻率形成與天線1具有近似最佳阻抗匹配。
現(xiàn)在，在接收信號的接收周期，控制部分4將發(fā)送和接收轉(zhuǎn)換電路3連接到接收部分5并將匹配轉(zhuǎn)換電路2連接到天線匹配部分7。與此同時，天線1的阻抗可與接收頻率匹配，以使其幾乎不存在電磁波反射。結(jié)果是，以近似天線1的最大增益將接收信號提供到接收部分5。另外，在發(fā)送信號的發(fā)送周期，控制部分4將發(fā)送和接收轉(zhuǎn)換電路3連接到發(fā)送部分6并將匹配轉(zhuǎn)換電路2連接到天線匹配部分8。與此同時，天線1的阻抗可與發(fā)送頻率以近似最佳匹配狀態(tài)匹配。結(jié)果是，天線1通過電磁波形式以近似最大增益輻射從發(fā)送部分6提供的接收信號。
圖2是包括根據(jù)本發(fā)明二實施例的天線匹配電路轉(zhuǎn)換系統(tǒng)的TDMA系統(tǒng)便攜電話的方框圖。
參考圖2，第二實施例中用于TDMA系統(tǒng)的便攜電話包括天線匹配電路轉(zhuǎn)換電路2、發(fā)送和接收轉(zhuǎn)換電路3、控制部分4、接收部分5、發(fā)送部分6，如圖1的便攜電話。然而，該便攜電話包括替代天線1的天線1A，和分別由電容器10和11構(gòu)成的天線匹配電路7和8。天線1A包括天線1伸展時長度比天線1短的天線元件12，和一個線圈9。線圈9具有校正天線元件12的功能長度以使其與天線1的長度近似相等的功能。因此，具有可以較小尺寸構(gòu)成由天線元件12和線圈9構(gòu)成的天線1A的效果。可以以繞鐵氧體線圈纏繞導(dǎo)線的形式形成線圈9。與信號端1a相同，信號端1b是天線1A和便攜電話主體部分之間的接口點。線圈9可排列在便攜電話主體部分一側(cè)上的信號端1b和天線匹配電路轉(zhuǎn)換電路2的公用端之間。在具有上述結(jié)構(gòu)的天線1A中，電容器排列在信號端1b與發(fā)送和接收轉(zhuǎn)換電路3的公用端之間以實現(xiàn)天線匹配。因此，在該實施例中的天線1A的天線匹配電路，電容器10的一端和電容器11的一端分別連接到天線匹配電路轉(zhuǎn)換電路2的兩個轉(zhuǎn)換端。另外，電容器10和11的另一端接地。設(shè)定電容器10具有以接收頻率與天線1A匹配的電容，設(shè)定電容器11具有以發(fā)送頻率與天線1A匹配的電容。由于該便攜電話中的接收頻率和發(fā)送頻率互不相同，電容器10的電容與電容器11的電容也互不相同。
在圖2所示用于TDMA系統(tǒng)的便攜電話中，與圖1所示用于TDMA系統(tǒng)的便攜電話相同，由控制部分4執(zhí)行匹配轉(zhuǎn)換電路2和發(fā)送和接收轉(zhuǎn)換電路3的同時轉(zhuǎn)換。因此，可同時執(zhí)行接收頻率和發(fā)送頻率之間與天線1A的匹配轉(zhuǎn)換，以及接收部分5和發(fā)送部分6之間的發(fā)送和接收轉(zhuǎn)換。
接下來，參考圖3描述該轉(zhuǎn)換操作。
在步驟S2，接通便攜電話的電源。與此同時，在步驟S4，進(jìn)行初始化操作。就是說，控制部分4向轉(zhuǎn)換電路2和3發(fā)出接收控制信號。響應(yīng)該接收控制信號轉(zhuǎn)換天線匹配轉(zhuǎn)換電路2以便將天線匹配電路7連接到天線1或1A。另外，響應(yīng)該接收控制信號轉(zhuǎn)換發(fā)送和接收轉(zhuǎn)換電路3以便將接收電路5連接到天線1或1A。
在TDMA系統(tǒng)中，如所公知的，一個周期由發(fā)送周期、接收周期、和一個空閑周期構(gòu)成。另外，總是從基站發(fā)送預(yù)定數(shù)據(jù)碼型。因此，當(dāng)在步驟S4設(shè)定便攜電話為接收模式時，經(jīng)天線1或1A接收預(yù)定數(shù)據(jù)碼型到采用天線匹配電路7的接收電路5。在接收周期期間接收預(yù)定數(shù)據(jù)碼型。在步驟S6，控制部分4使用作為接收預(yù)定數(shù)據(jù)碼型的接收周期的參考周期建立與基站的同步。就是說，控制部分4控制內(nèi)置時鐘發(fā)生器(未示出)調(diào)節(jié)對接收周期的時鐘發(fā)生定時。因此，可在步驟S8正確進(jìn)行便攜電話和基站之間的發(fā)送或接收。
如上所述，根據(jù)本發(fā)明，用于TDMA系統(tǒng)便攜電話的天線匹配電路轉(zhuǎn)換系統(tǒng)包括第一天線匹配電路，當(dāng)?shù)谝惶炀€匹配電路連接到天線時，用于實現(xiàn)以接收信號頻率與天線的近似最佳天線匹配。另外，轉(zhuǎn)換系統(tǒng)包括第二天線匹配電路，當(dāng)?shù)诙炀€匹配電路連接到天線時，用于實現(xiàn)以發(fā)送信號頻率與天線的近似最佳天線匹配。該天線匹配電路轉(zhuǎn)換系統(tǒng)依據(jù)發(fā)送或接收周期將第一天線匹配電路和第二天線匹配電路的任何一個連接到天線。因此，在由天線發(fā)送和接收電磁波的發(fā)送頻率和接收頻率互不相同的移動通信系統(tǒng)中，可實現(xiàn)簡化和以較小體積形成天線匹配電路的效果。
權(quán)利要求
1.一種便攜電話的天線匹配電路轉(zhuǎn)換系統(tǒng)，包括一個天線，用于以電磁波形式發(fā)送發(fā)送信號和接收接收信號；一個接收部分，用于從所述天線接收接收信號；一個發(fā)送部分，用于向所述天線提供具有與所述接收信號的第二頻率不同的第一頻率的發(fā)送信號；一個發(fā)送和接收轉(zhuǎn)換部分，用于響應(yīng)接收控制信號將所述天線連接到所述接收部分和響應(yīng)發(fā)送控制信號將所述天線連接到所述發(fā)送部分；一個以第二頻率與所述天線匹配的第一天線匹配電路；一個以第一頻率與所述天線匹配的第二天線匹配電路；一個天線匹配電路轉(zhuǎn)換部分，用于響應(yīng)接收控制信號將所述天線連接到所述第一天線匹配電路和響應(yīng)發(fā)送控制信號將所述天線連接到所述第二天線匹配電路；和一個控制部分，用于有選擇地向所述發(fā)送和接收轉(zhuǎn)換部分以及所述天線匹配電路轉(zhuǎn)換部分發(fā)出接收控制信號和發(fā)送控制信號。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的天線匹配電路轉(zhuǎn)換系統(tǒng)，其中所述便攜電話用于TDMA系統(tǒng)，和其中所述控制部分在一個TDMA周期的接收周期期間發(fā)出接收控制信號和在其發(fā)送周期期間發(fā)出發(fā)送控制信號。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的天線匹配電路轉(zhuǎn)換系統(tǒng)，其中所述控制部分在接通所述便攜電話的電源時發(fā)出接收控制信號。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任何一個所述的天線匹配電路轉(zhuǎn)換系統(tǒng)，其中所述第一天線匹配電路由一個第一線圈和一個第一電容器構(gòu)成，所述第二天線匹配電路由一個第二線圈和一個第二電容器構(gòu)成。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任何一個所述的天線匹配電路轉(zhuǎn)換系統(tǒng)，其中所述天線由一個天線元件和一個線圈構(gòu)成，和其中所述第一天線匹配電路由一個第一電容器構(gòu)成，所述第二天線匹配電路由一個第二電容器構(gòu)成。
6.一種在便攜電話中的接收方式和發(fā)送方式建立天線匹配的方法，包括步驟響應(yīng)接收控制信號建立與天線的第一匹配量；響應(yīng)接收控制信號將所述天線連接到接收部分；響應(yīng)發(fā)送控制信號建立與所述天線的第二匹配量；響應(yīng)發(fā)送控制信號將所述天線連接到發(fā)送部分；有選擇地發(fā)出接收控制信號和發(fā)送控制信號。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其中所述發(fā)出步驟包括交替發(fā)出接收控制信號和發(fā)送控制信號。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中所述便攜電話用于TDMA系統(tǒng)，和其中所述發(fā)出步驟包括在一個TDMA周期的接收周期期間發(fā)出接收控制信號和在其發(fā)送周期期間發(fā)出發(fā)送控制信號。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，進(jìn)一步包括在接通所述便攜電話的電源時發(fā)出接收控制信號的步驟。
10.根據(jù)權(quán)利要求6至9中任何一個所述的方法，其中第一天線匹配電路由一個第一線圈和一個第一電容器構(gòu)成，第二天線匹配電路由一個第二線圈和一個第二電容器構(gòu)成，和其中所述建立步驟包括分別響應(yīng)接收控制信號將所述天線連接到所述第一天線匹配電路和響應(yīng)發(fā)送控制信號將所述天線連接到所述第二天線匹配電路。
11.根據(jù)權(quán)利要求6至9中任何一個所述的方法，其中所述天線由一個天線元件和一個線圈構(gòu)成，第一天線匹配電路由一個第一電容器構(gòu)成，第二天線匹配電路由一個第二電容器構(gòu)成，和其中所述建立步驟包括分別響應(yīng)接收控制信號將所述線圈連接到所述第一天線匹配電路和響應(yīng)發(fā)送控制信號將所述線圈連接到所述第二天線匹配電路。
全文摘要
一種便攜電話的天線匹配電路轉(zhuǎn)換系統(tǒng),包括一天線(1,1A)、一個接收部分(5)、一個發(fā)送部分(6)、一個發(fā)送和接收轉(zhuǎn)換部分(3)、一個第一天線匹配電路(7)、一個第二天線匹配電路(8)、一個天線匹配電路轉(zhuǎn)換部分(2)、一個控制部分(4)。
文檔編號H04B1/18GK1171656SQ97113769
公開日1998年1月28日 申請日期1997年6月12日 優(yōu)先權(quán)日1996年6月12日
發(fā)明者橫村良治 申請人:日本電氣株式會社