專利名稱：便攜式無線終端及其中使用的天線選擇器控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及便攜式無線通信終端，在便攜式無線終端中使用的天線選擇器控制方法，以及天線選擇器控制程序。更具體地說，本發(fā)明涉及在其中通過模擬開關(guān)電路將發(fā)射信號(hào)發(fā)送到天線的便攜式無線終端，在該便攜式無線終端中使用的模擬開關(guān)電路控制方法，以及模擬開關(guān)電路控制程序。
背景技術(shù)：
便攜式無線終端包括符合PDC(個(gè)人數(shù)字蜂窩)、GSM(全球移動(dòng)通信系統(tǒng))、CDMA(碼分多址)、PHS(個(gè)人手機(jī)系統(tǒng))等的移動(dòng)電話，具有無線通信功能的PDA(個(gè)人數(shù)字助理)，具有無線通信功能的筆記本電腦等。對(duì)于只具有一個(gè)天線的便攜式無線終端，取決于該無線終端所處的環(huán)境，由于諸如地形特征和建筑之類的物體所導(dǎo)致的無線電波的反射、衍射或者散射，可能發(fā)生多路徑。這可能使便攜式無線終端的信號(hào)發(fā)射/接收條件惡化。另外，當(dāng)用戶手持便攜式無線終端接近頭部來通話時(shí)和當(dāng)用戶使便攜式無線終端離開他或她的頭部來看該便攜式無線終端的顯示時(shí)，這之間天線和用戶身體之間的位置關(guān)系發(fā)生變化，這也導(dǎo)致無線電波發(fā)射/接收條件的變化。即使在一種情形中無線電波的發(fā)射/接收條件良好，但是在另一種情形中該條件也可能惡化。從而，便攜式無線終端的信號(hào)發(fā)射/接收條件也可能惡化。另外，對(duì)于可折疊式便攜式無線終端，在終端被折疊或被打開時(shí)，終端體和天線之間的位置關(guān)系不同，這也影響無線電波的發(fā)射/接收條件。即使在一種情形中無線電波發(fā)射/接收條件良好，但是在另一種情形中該條件也可能惡化。從而，便攜式無線終端的信號(hào)發(fā)射/接收條件也可能惡化。
由于上述原因，最近的便攜式無線終端常常具有兩個(gè)或更多個(gè)天線。這種便攜式無線終端選擇并使用這些天線中提供良好發(fā)射/接收條件的一個(gè)天線。這種便攜式無線終端具有兩條或者更多條從無線部分到這些天線的發(fā)射信號(hào)路徑，并且使用天線開關(guān)來切換這些路徑。
具有這種天線開關(guān)的便攜式無線終端要求信號(hào)在不降低模擬開關(guān)電路的IMD特性的范圍中被輸入。這就對(duì)設(shè)計(jì)施加了限制。
日本待開專利No.5-175877A公開了一種在發(fā)射和接收之間切換阻抗的時(shí)分復(fù)用收發(fā)機(jī)電路。在現(xiàn)有技術(shù)中描述的高頻信號(hào)切換器件中，來自電壓轉(zhuǎn)換器的電壓通過傳輸線路被施加到可變電容二極管的兩端。電壓轉(zhuǎn)換器的功率是從電源提供的，并且CPU(中央處理單元)對(duì)從電壓轉(zhuǎn)換器輸出的電壓進(jìn)行控制。而阻抗則由施加到可變電容二極管的電壓值控制。
日本待開專利No.9-325059A公開了一種測(cè)量流體速度的超聲測(cè)流計(jì)。所述超聲測(cè)流計(jì)的電源控制電路使電壓轉(zhuǎn)換器電路工作以在電容元件中累積功率，直到輸入了超聲波發(fā)射開始信號(hào)，當(dāng)從控制器輸入了超聲波發(fā)射開始信號(hào)后，電源控制電路暫停電壓轉(zhuǎn)換器電路的工作。從而，在超聲測(cè)流計(jì)中，當(dāng)接收電路作出接收判斷時(shí)，電源控制電路暫停電壓轉(zhuǎn)換器電路工作，所以，當(dāng)確定接收定時(shí)時(shí)，電壓轉(zhuǎn)換器電路不產(chǎn)生噪聲或波紋(ripple)。這就減少了測(cè)量誤差，并提高了精度。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種用于切換具有兩個(gè)或更多個(gè)天線的便攜式無線終端中的天線開關(guān)的改進(jìn)的控制方法。
本發(fā)明的另一個(gè)目的是改善具有兩個(gè)或更多個(gè)天線的便攜式無線終端中的天線開關(guān)中的模擬開關(guān)電路的IMD特性。
本發(fā)明的另一個(gè)目的是通過改善模擬開關(guān)電路的IMD特性，從而減少設(shè)計(jì)便攜式無線終端中的限制。
本發(fā)明的另一個(gè)目的是改善便攜式無線終端的IMD特性，同時(shí)減少其功耗。
本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種便攜式無線終端，在這種終端中，根據(jù)傳輸信號(hào)T的功率來消耗電流，并且當(dāng)發(fā)射信號(hào)T的功率較低時(shí)減少所消耗的電流。
根據(jù)本發(fā)明的配置，電壓轉(zhuǎn)換器控制器基于由發(fā)射器產(chǎn)生的發(fā)射信號(hào)的功率水平來控制電壓轉(zhuǎn)換器，使其工作/暫停。當(dāng)電壓轉(zhuǎn)換器工作時(shí)，預(yù)定的輸出電壓被施加到模擬開關(guān)電路，而當(dāng)電壓轉(zhuǎn)換器暫停時(shí)，電源電壓被施加到模擬開關(guān)電路。這一過程減少了模擬開關(guān)電路中的電流消耗。減少電流消耗延長了便攜式無線終端的工作時(shí)間。電壓轉(zhuǎn)換器控制器提供控制，以便在由發(fā)射器產(chǎn)生的發(fā)射信號(hào)的功率大于等于預(yù)定閾值時(shí)，使電壓轉(zhuǎn)換器工作，并且將預(yù)定的輸出電壓施加到模擬開關(guān)電路，并且在傳輸信號(hào)的功率小于該閾值時(shí)，使電壓轉(zhuǎn)換器暫停，并且將電源電壓施加到模擬開關(guān)電路，這減少了模擬開關(guān)電路中的電流消耗，并且延長了便攜式無線終端的工作時(shí)間。
另外，電壓轉(zhuǎn)換器控制器可以基于由發(fā)射器產(chǎn)生的發(fā)射信號(hào)的發(fā)射功率值來可變地控制來自電壓轉(zhuǎn)換器的輸出電壓，這進(jìn)一步減少了模擬開關(guān)電路中的電流消耗，并且延長了便攜式無線終端的工作時(shí)間。


在附圖中圖1是示出了具有改善的IMD特性的便攜式無線終端的電氣配置的框圖；圖2示出了圖1所示的天線開關(guān)31主要部分的電氣配置；圖3示出了圖2所示的模擬開關(guān)電路的電氣配置；圖4是示出了根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施方式的便攜式無線終端的電氣配置的框圖；圖5示出了指示從控制器70施加到電壓轉(zhuǎn)換器62的控制的狀態(tài)的控制表；圖6是示出了第一實(shí)施方式的便攜式無線終端中的控制流的流程圖；圖7是示出了第一實(shí)施方式的便攜式無線終端中的控制流的流程圖；圖8是示出了根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施方式的便攜式無線終端的電氣配置的框圖；
圖9是示出了根據(jù)第二實(shí)施方式的便攜式無線終端中的控制流的流程圖；圖10是示出了根據(jù)本發(fā)明第三實(shí)施方式的便攜式無線終端的電氣配置的框圖；以及圖11是示出了第三實(shí)施方式的便攜式無線終端中的控制流的流程圖。
具體實(shí)施例方式
如前所述，具有兩個(gè)或更多個(gè)天線的便攜式無線終端使用天線開關(guān)從多個(gè)天線中選擇一個(gè)。天線開關(guān)可以用使用中繼元件等的結(jié)構(gòu)開關(guān)來實(shí)現(xiàn)。也可以用使用模擬開關(guān)電路的電氣開關(guān)實(shí)現(xiàn)來實(shí)現(xiàn)天線開關(guān)。
然而，當(dāng)具有高功率的發(fā)射信號(hào)被輸入到模擬開關(guān)電路時(shí)，模擬開關(guān)電路的IMD(互調(diào)失真)特性就會(huì)惡化。這種性質(zhì)是基于形成模擬開關(guān)電路的晶體管的物理性質(zhì)。IMD特性的惡化導(dǎo)致發(fā)射信號(hào)失真，并且使無線通信的質(zhì)量惡化。
為了提高輸入到模擬開關(guān)電路中的發(fā)射信號(hào)功率，同時(shí)抑制IMD特性的惡化，我們可以將更高電壓應(yīng)用到模擬開關(guān)電路。這種方法利用了如下性質(zhì)更高電壓的應(yīng)用會(huì)提高模擬開關(guān)電路的線性。從而提高模擬開關(guān)電路的IMD特性。
圖1示出了具有改善的IMD特性的便攜式無線終端的配置。雖然圖1未示出不直接與本發(fā)明相關(guān)的組件，但是該便攜式無線終端實(shí)際上還具有其他組件，例如顯示部分、操作部分等。該便攜式無線終端包括收發(fā)器10、天線21和22，以及天線選擇器30。收發(fā)器10包括發(fā)射器11、接收器12、雙工器13和控制器14。發(fā)射器11生成要被發(fā)送到基站的傳輸信號(hào)T。接收器12接收來自基站的接收信號(hào)R。雙工器13將傳輸信號(hào)T和接收信號(hào)R相分離，以使它們不會(huì)彼此干擾。
控制器14包括用于控制整個(gè)便攜式無線終端的CPU 15，以及ROM(只讀存儲(chǔ)器)16，其存儲(chǔ)用于CPU 15的運(yùn)行的各種程序。控制器14根據(jù)預(yù)定的程序輸出天線選擇信號(hào)“d”。天線選擇信號(hào)“d”被連接到天線選擇器30。控制器14使用天線選擇信號(hào)“d”控制天線開關(guān)31。
天線選擇器30包括天線開關(guān)31和電壓轉(zhuǎn)換器32。電壓轉(zhuǎn)換器32例如由升壓DC-DC轉(zhuǎn)換器(boost DC-DC converter)構(gòu)成。電壓轉(zhuǎn)換器32將來自電池(未示出)的電源電壓Vc轉(zhuǎn)換為給定的輸出電壓Va(該輸出電壓被設(shè)置，從而使得即使發(fā)射信號(hào)T的功率較高，IMD特性的惡化也在預(yù)定的可準(zhǔn)許范圍內(nèi))，然后輸出電壓Va被提供給天線開關(guān)31。天線開關(guān)31從電壓轉(zhuǎn)換器32接收輸出電壓Va。天線開關(guān)31基于天線選擇信號(hào)“d”，將收發(fā)器10和天線21或者天線22相連接。當(dāng)通過天線選擇器30被連接到收發(fā)器10時(shí)，天線21或22輻射對(duì)應(yīng)于發(fā)射信號(hào)T的無線電波W，或者接收無線電波W，從而向無線基站(未示出)發(fā)送或者從無線基站接收無線電波W。天線21和22既用于發(fā)射也用于接收。
圖2示出了圖1的天線開關(guān)31的主要部分的電氣配置。
如圖2所示，天線開關(guān)31包括模擬開關(guān)電路33和34、邏輯電路35、以及開關(guān)36和37。邏輯電路35基于天線選擇信號(hào)“d”，對(duì)模擬開關(guān)電路33和34，以及開關(guān)36和37的切換進(jìn)行控制。模擬開關(guān)電路33和34在獲得來自電壓轉(zhuǎn)換器32的輸出電壓Va時(shí)工作。模擬開關(guān)電路33和34基于來自邏輯電路35的輸入而接通/斷開。模擬開關(guān)電路33和34獲得來自外部的功率。當(dāng)被接通時(shí)，模擬開關(guān)電路33或34接收發(fā)射信號(hào)T，并且將該發(fā)射信號(hào)輸出到從天線21和22中選擇出的一個(gè)。另一方面，在接收期間，模擬開關(guān)電路33或34從天線21或22接收接收信號(hào)R，并且將接收信號(hào)R輸出到收發(fā)器10。開關(guān)36和37基于來自邏輯電路35的輸入來接通/斷開。當(dāng)開關(guān)36斷開時(shí)，來自電壓轉(zhuǎn)換器32的輸出電壓Va被提供給模擬開關(guān)電路33。然后，模擬開關(guān)電路33暫停其工作。另一方面，當(dāng)開關(guān)36接通時(shí)，來自電壓轉(zhuǎn)換器32的輸出電壓Va被提供給模擬開關(guān)電路33。然后，模擬開關(guān)電路33開始工作。開關(guān)37和模擬開關(guān)電路34以相同的方式彼此相關(guān)。
利用這種控制，當(dāng)未使用時(shí)模擬開關(guān)電路被關(guān)斷，從而減少了功耗。
在這種便攜式無線終端中，在電壓轉(zhuǎn)換器32中電源電壓Vc被轉(zhuǎn)換為輸出電壓Va。然后，輸出電壓Va被恒定地提供給天線開關(guān)31。模擬開關(guān)電路33和34，以及開關(guān)36和37基于天線選擇信號(hào)“d”而被控制。通過開關(guān)36或37，輸出電壓Va被施加到模擬開關(guān)電路33或模擬開關(guān)電路34。在信號(hào)傳輸期間，發(fā)射器11生成傳輸信號(hào)T。發(fā)射信號(hào)T通過雙工器13和從模擬開關(guān)電路33和34中選出的一個(gè)，到達(dá)天線21或天線22。另一方面，在信號(hào)接收期間，通過模擬開關(guān)電路之一和雙工器13，在接收器12中接收到來自選出的天線21或22的接收信號(hào)R。
圖3示出了模擬開關(guān)電路33的配置。模擬開關(guān)電路34類似地被構(gòu)造。
模擬開關(guān)電路33包括反相器100和P溝道MOSFET 101。反相器100被連接到FET 101的柵極。來自模擬開關(guān)電路33的外部的電壓Va被施加到反相器100的電源端和FET 101的源極。
將在下文中描述模擬開關(guān)電路33的操作。當(dāng)反相器100基于邏輯電路35的輸出而輸出“H”時(shí)，F(xiàn)ET 101的源-柵電壓下降，從而該開關(guān)斷開。另一方面，當(dāng)反相器100輸出“L”時(shí)，F(xiàn)ET 101的源-柵電壓上升，從而該開關(guān)接通。優(yōu)選地，在模擬開關(guān)電路33和天線之間插入電容器(未示出)，這即使在便攜式無線終端的用戶接觸天線時(shí)也能防止DC電壓變化，從而該電路能正常工作。
在上述便攜式無線終端中，比電池的電源電壓Vc更高的電壓Va被提供給模擬開關(guān)電路33和34，從而與相關(guān)技術(shù)的便攜式無線終端相比改善了IMD特性。
在上面的便攜式無線終端中，當(dāng)天線選擇器30包括將電源電壓Vc轉(zhuǎn)換為輸出電壓Va的電壓轉(zhuǎn)換器32時(shí)，不能由控制器14控制電壓轉(zhuǎn)換器32的工作狀態(tài)。即，適于高功率發(fā)射信號(hào)T的輸出電壓Va總是被提供給天線開關(guān)31，并且被應(yīng)用到模擬開關(guān)電路33或模擬開關(guān)電路34。因此，即使在發(fā)射信號(hào)T的功率較低，并且IMD特性惡化較小時(shí)，對(duì)應(yīng)于輸出電壓Va的電流也流到模擬開關(guān)電路33或模擬開關(guān)電路34，結(jié)果增加了電流消耗。這減少了電池的壽命，并且縮短了便攜式無線終端的工作時(shí)間。
圖4示出了根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施方式的便攜式無線終端的電氣配置框圖。
如圖4所示，該實(shí)施方式的便攜式無線終端包括收發(fā)器40、探測(cè)器44、天線51和52、天線選擇器60和控制器70。收發(fā)器40包括發(fā)射器41、接收器42和雙工器43。在發(fā)射工作期間，發(fā)射器41產(chǎn)生發(fā)射信號(hào)T。接收器42接收接收信號(hào)R。雙工器43將發(fā)射信號(hào)T和接收信號(hào)R相分離，以使它們不彼此干擾。由用于探測(cè)的二極管、LPF(低通濾波器)等形成的探測(cè)器44探測(cè)發(fā)射信號(hào)T，并且輸出探測(cè)信號(hào)“e”。探測(cè)信號(hào)包含關(guān)于發(fā)射信號(hào)T的功率的信息。
天線選擇器60包括天線開關(guān)61、電壓轉(zhuǎn)換器62和半導(dǎo)體開關(guān)63。電壓轉(zhuǎn)換器62例如由升壓DC-DC轉(zhuǎn)換器形成。電壓轉(zhuǎn)換器62的工作狀態(tài)基于來自控制器70的電壓轉(zhuǎn)換器控制信號(hào)“c”而被控制。電壓轉(zhuǎn)換器62將從電池(未示出)提供的電源電壓Vc轉(zhuǎn)換為比電源電壓Vc更高的給定的輸出電壓Va，并且該輸出電壓Va被提供給天線開關(guān)61。輸出電壓Va的值適于高功率的發(fā)射信號(hào)T，并且預(yù)先被設(shè)置在使天線開關(guān)61提供良好IMD特性的電平上。例如由增強(qiáng)型p溝道MOSFET形成的半導(dǎo)體開關(guān)63基于電壓轉(zhuǎn)換器控制信號(hào)“c”而被控制接通/斷開，并且在其接通時(shí)將電源電壓Vc施加到天線開關(guān)61。具體地說，在本實(shí)施方式中，當(dāng)電壓轉(zhuǎn)換器62工作時(shí)半導(dǎo)體開關(guān)63斷開，而當(dāng)電壓轉(zhuǎn)換器62被暫停時(shí)半導(dǎo)體開關(guān)63接通。如此構(gòu)造電壓轉(zhuǎn)換器62，以使得在暫停期間輸出側(cè)進(jìn)入高阻抗?fàn)顟B(tài)。
本實(shí)施方式類似于圖2的相關(guān)技術(shù)的天線開關(guān)來構(gòu)造天線開關(guān)61。天線開關(guān)61包括模擬開關(guān)電路，該模擬開關(guān)電路接收發(fā)射信號(hào)T，并將其發(fā)送出去，以發(fā)送到從天線51和天線52中選擇出的一個(gè)。具體地說，在本實(shí)施方式中，通過半導(dǎo)體開關(guān)63向天線開關(guān)61提供電源電壓Vc，或者從電壓轉(zhuǎn)換器62向天線開關(guān)61提供輸出電壓Va。收發(fā)器40基于天線選擇信號(hào)“d”被連接到天線51或天線52。
控制器70具有CPU(中央處理單元)71和ROM(只讀存儲(chǔ)器)72，CPU 71用于控制便攜式無線終端，ROM 72記錄用于CPU 71運(yùn)行的電壓轉(zhuǎn)換器控制程序。控制器70基于對(duì)由發(fā)射器41生成的發(fā)射信號(hào)T進(jìn)行探測(cè)得到的探測(cè)信號(hào)“e”，來控制電壓轉(zhuǎn)換器62，以使其工作/暫停。具體地說，在本實(shí)施方式中，控制器70總是基于探測(cè)信號(hào)“e”來監(jiān)控發(fā)射信號(hào)T的發(fā)射功率值。當(dāng)發(fā)射功率值大于等于預(yù)定閾值時(shí)，控制器70輸出使電壓轉(zhuǎn)換器62工作的電壓轉(zhuǎn)換器控制信號(hào)“c”，而當(dāng)發(fā)射功率值小于該閾值時(shí)，控制器70輸出使電壓轉(zhuǎn)換器62暫停的電壓轉(zhuǎn)換器控制信號(hào)“c”。
圖5示出了指示從控制器70施加到電壓轉(zhuǎn)換器62的控制的狀態(tài)的控制表。
控制表將在下文中描述。左側(cè)一列指示基于發(fā)射信號(hào)T的功率對(duì)控制狀態(tài)的分類。當(dāng)發(fā)射信號(hào)T的功率Pout大于等于預(yù)定的閾值A(chǔ)時(shí)，電壓轉(zhuǎn)換器控制信號(hào)“c”為“H”。在這種情形中，電壓轉(zhuǎn)換器62開始工作，并且輸出電壓Va被施加到天線開關(guān)61。
接下來，當(dāng)傳輸信號(hào)T的功率Pout小于預(yù)定的閾值A(chǔ)時(shí)，電壓轉(zhuǎn)換器控制信號(hào)“c”為“L”。在這種情形中，電壓轉(zhuǎn)換器62暫停其工作，并且電源電壓Vc代替電壓Va被施加到天線開關(guān)61。
圖6是示出了由控制器70執(zhí)行的控制流的流程圖。參考圖6，將在下文中對(duì)控制本實(shí)施方式的便攜式無線終端中的電壓轉(zhuǎn)換器操作的方法進(jìn)行描述。
控制器70基于從探測(cè)器44接收到的探測(cè)信號(hào)“e”來測(cè)量當(dāng)前發(fā)射功率Pout(S121)。接下來，將發(fā)射功率Pout與閾值A(chǔ)相比較(S122)。當(dāng)發(fā)射信號(hào)T的發(fā)射功率Pout小于閾值A(chǔ)時(shí)，控制器70使電壓轉(zhuǎn)換器62暫停工作(S123)。具體地說，如圖5所示，控制器70輸出低電平(“L”)的電壓轉(zhuǎn)換器控制信號(hào)“c”，以使電壓轉(zhuǎn)換器62暫停工作。電壓轉(zhuǎn)換器62接收到電壓轉(zhuǎn)換器控制信號(hào)“c”，然后暫停其工作。此時(shí)，電壓轉(zhuǎn)換器控制信號(hào)“c”使半導(dǎo)體開關(guān)63接通，從而電源電壓Vc被施加到天線開關(guān)61。這樣，所消耗的電流減少到了一個(gè)比來自電壓轉(zhuǎn)換器62的輸出電壓Va被施加到天線開關(guān)61時(shí)更低的水平。
當(dāng)發(fā)射功率Pout超出該閾值時(shí)，控制器70使電壓轉(zhuǎn)換器62工作(S124)。具體地說，如圖5所示，控制器70輸出高電平(“H”)的電壓轉(zhuǎn)換器控制信號(hào)“c”，以使電壓轉(zhuǎn)換器62工作。電壓轉(zhuǎn)換器62接收到電壓轉(zhuǎn)換器控制信號(hào)“c”，然后進(jìn)入工作狀態(tài)。另外，半導(dǎo)體開關(guān)63斷開，并且來自電壓轉(zhuǎn)換器62的輸出電壓Va被施加到天線開關(guān)61。這改善了天線開關(guān)61中的模擬開關(guān)電路的IMD特性。不管天線開關(guān)61選擇天線51還是天線52，這些操作都以相同的方式執(zhí)行。圖6所示的控制步驟的序列被重復(fù)執(zhí)行。
圖7示出了控制器70執(zhí)行從一個(gè)天線切換到另一個(gè)天線的控制流的流程圖。天線切換由在控制器70上運(yùn)行的控制程序指示。天線切換操作可以由各種事件觸發(fā)。例如，該觸發(fā)可以是無線電波條件的惡化、便攜式無線終端的工作狀態(tài)的改變，或者可折疊移動(dòng)電話的狀態(tài)變化(即當(dāng)其被折疊或打開時(shí))。
例如，基于存儲(chǔ)在控制器70的CPU 71中的具體寄存器中的數(shù)據(jù)，決定控制器70是否切換天線。運(yùn)行在控制器70中的天線切換控制程序定期或者在由寄存器值變化觸發(fā)時(shí)檢查寄存器的數(shù)據(jù)內(nèi)容。然后，控制器70決定是否切換天線。
將參考圖7描述操作。如上所述，控制器70判斷是否切換天線(S131)。當(dāng)沒必要切換天線時(shí)，操作直接終止。另一方面，當(dāng)決定切換天線時(shí)，操作移動(dòng)到下一步驟。下面將假定從天線21切換到天線22來描述操作。
控制器70用天線選擇信號(hào)“d”來指示邏輯電路35接通所選擇的開關(guān)，即，開關(guān)37(S132)。邏輯電路35根據(jù)該指示接通開關(guān)37。這樣，開關(guān)37被接通，從而Va被施加到模擬開關(guān)電路34，然后開始工作。
接下來，控制器70用天線選擇信號(hào)“d”來指示邏輯電路35接通所選擇的模擬開關(guān)電路，即，模擬開關(guān)電路34(S133)。邏輯電路35根據(jù)該指示接通模擬開關(guān)電路34。這樣，模擬開關(guān)電路34被接通，從而將發(fā)射器41和天線22連接起來。
接下來，控制器70用天線選擇信號(hào)“d”來指示邏輯電路35斷開未被選擇的模擬開關(guān)電路，即，模擬開關(guān)電路33(S134)。邏輯電路35根據(jù)該指示斷開模擬開關(guān)電路33。這樣，模擬開關(guān)電路33被斷開，從而發(fā)射器41和天線21被斷開連接。
接下來，控制器70用天線選擇信號(hào)“d”來指示邏輯電路35斷開未被選擇的開關(guān)，即，開關(guān)36(S135)。然后，邏輯電路35根據(jù)該指示斷開開關(guān)36。這樣，開關(guān)36被斷開，從而Va沒有被施加到模擬開關(guān)電路33，并且暫停工作。
盡管圖7已描述了從天線21到天線22的切換，但是類似的操作也可以執(zhí)行來實(shí)現(xiàn)從天線22到天線21的切換。
圖7所示的控制過程完全避免了在任何時(shí)刻切斷發(fā)射信號(hào)T。這防止了短暫切斷來自便攜式無線終端的傳輸信號(hào)T，從而允許便攜式無線終端維持滿意的通信質(zhì)量。另外，減少了便攜式無線終端的功耗，這是因?yàn)殡娫措妷何幢皇┘拥綗o用的模擬開關(guān)電路。
盡管在圖7所示的控制過程中控制器70指示邏輯電路35執(zhí)行各個(gè)控制步驟，但是也可以使用其他方法。例如，控制器70也可以向邏輯電路35輸出關(guān)于切換天線的具體指示，以使邏輯電路35執(zhí)行對(duì)應(yīng)于S132到S135的處理步驟，而不用控制器70重復(fù)發(fā)出指示。優(yōu)選地，控制器70定期重復(fù)執(zhí)行圖6和圖7的控制。
根據(jù)第一實(shí)施方式，迄今所述都是在發(fā)射功率Pout小于閾值A(chǔ)時(shí)使電壓轉(zhuǎn)換器62暫停工作。然后，通過半導(dǎo)體開關(guān)63將電源電壓Vc施加到天線開關(guān)61，從而減少了天線開關(guān)61中的電流消耗。這延長了電池壽命，并且延長了便攜式無線終端的工作時(shí)間。
在第一實(shí)施方式中，基于傳輸功率Pout和閾值A(chǔ)之間的比較，電壓轉(zhuǎn)換器62被控制來僅僅進(jìn)入兩種狀態(tài)，即，被控工作和暫停。因此，盡管發(fā)射功率Pout可以連續(xù)變化，但是電壓轉(zhuǎn)換器62的工作被限于僅僅兩種狀態(tài)。即，只有Va和Vc這兩種電壓可以被施加到天線開關(guān)61。因此，施加到天線開關(guān)61的電壓可能不總是最適合于發(fā)射功率Pout。通過根據(jù)發(fā)射功率Pout的變化來更加精確地控制施加到天線開關(guān)61上的電壓，可以進(jìn)一步減少電流消耗。下面的第二實(shí)施方式改進(jìn)了這一點(diǎn)。
圖8是示出了根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施方式的便攜式無線終端的電氣配置的框圖，其中相同的標(biāo)號(hào)被分配給了與第一實(shí)施方式的圖4中所示的相同的元件。
在這種便攜式無線終端中，用具有新功能的天線選擇器60A和控制器70A替換了圖4中所示的天線選擇器60和控制器70。該便攜式無線終端還包括電源LSI(大規(guī)模集成電路)80。在天線選擇器60A中，圖4的電壓轉(zhuǎn)換器62被具有不同配置的電壓轉(zhuǎn)換器62A替換，并且移除了半導(dǎo)體開關(guān)63。除了電壓轉(zhuǎn)換器62的功能外，電壓轉(zhuǎn)換器62A還提供由電源LSI 80發(fā)送的參考信號(hào)“m”可變控制的輸出電壓Va。因此，來自電壓轉(zhuǎn)換器62A的輸出電壓能夠連續(xù)變化。
另外，除了控制器70的功能外，控制器70A還基于探測(cè)信號(hào)“e”的電平，產(chǎn)生與發(fā)射信號(hào)T的發(fā)射功率值相對(duì)應(yīng)的發(fā)射功率信息p。電源LSI 80具有DAC(數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器)81。DAC 81將數(shù)字形式的傳輸功率信息p轉(zhuǎn)換為模擬形式的參考信號(hào)“m”。從而，控制器70A與電源LSI80協(xié)作以根據(jù)發(fā)射信號(hào)T的發(fā)射功率值來可變地控制來自電壓轉(zhuǎn)換器62A的輸出電壓Va。在其他方面，該配置與圖4所示的相同。
圖9是示出了由第二實(shí)施方式的控制器70A執(zhí)行的控制流的流程圖。將參考該圖描述該控制流。
首先，控制器70A基于從探測(cè)器接收到的探測(cè)信號(hào)“e”來測(cè)量發(fā)射信號(hào)T的發(fā)射功率(S141)。接下來，控制器70A生成對(duì)應(yīng)于該發(fā)射功率的發(fā)射功率信息p(S142)。該發(fā)射功率信息p具有數(shù)字值。接下來，控制器70A通過信號(hào)線將發(fā)射功率信息p輸出到電源LSI 80(S143)。
電源LSI 80基于發(fā)射功率信息p設(shè)置DAC 81的輸出。為了允許天線開關(guān)61維持滿意的IMD特性，電源LSI 80設(shè)置DAC 81的輸出值，以使得當(dāng)發(fā)射功率較大時(shí)電壓轉(zhuǎn)換器62輸出較大的電壓。DAC 81輸出參考信號(hào)“m”。電壓轉(zhuǎn)換器62A基于參考信號(hào)“m”可變地控制輸出電壓Va。這種配置使其可以基于發(fā)射信號(hào)T的功率對(duì)來自電壓轉(zhuǎn)換器62A的輸出電壓進(jìn)行更精確地控制。這進(jìn)一步減少了天線開關(guān)61中的電流消耗，進(jìn)一步延長了電池的壽命，并且延長了便攜式無線終端的工作時(shí)間。通過增加DAC 81的位數(shù)，可以更精細(xì)地控制電壓轉(zhuǎn)換器62A的輸出電壓。
控制器70A可以利用圖7所示的過程步驟切換天線。
圖10是示出了根據(jù)本發(fā)明第三實(shí)施方式的便攜式無線終端的電氣配置的框圖，其中相同的標(biāo)號(hào)被分配給圖4中所示的相同的元件。
與圖4的便攜式無線終端不同，該便攜式無線終端沒有探測(cè)器44。另外，圖4的收發(fā)器40和控制器70被具有不同功能的收發(fā)器40B和控制器70B替換。在收發(fā)器40B中，發(fā)射器41被具有新功能的發(fā)射器41B所替換。除了發(fā)射器41的功能外，發(fā)射器41B能夠基于來自控制器70B的模式切換信號(hào)f而在正常模式工作和低功率模式工作之間進(jìn)行切換。在正常模式工作中，在等于或者大于給定參考值的某一固定值上輸出發(fā)射信號(hào)T的傳輸功率值。另一方面，在低功率模式工作中，在小于該參考值的某一固定值上輸出發(fā)射功率值?？梢允褂枚鄠€(gè)固定值。在各個(gè)工作模式中的輸出信號(hào)的發(fā)射功率值預(yù)先存儲(chǔ)在ROM 72中，根據(jù)這些值，控制器70B控制來自發(fā)射器41B的發(fā)射信號(hào)的發(fā)射功率。從而，控制器70B輸出模式切換信號(hào)f，而圖4的控制器70輸出電壓轉(zhuǎn)換控制信號(hào)“c”。在其他方面中，該配置與圖4的配置相同。
控制器70B根據(jù)預(yù)定的控制程序產(chǎn)生模式切換信號(hào)f。該控制程序預(yù)先存儲(chǔ)在ROM 72中，并且在控制器70B上運(yùn)行。與圖4的便攜式無線終端不同，控制器70B不基于來自探測(cè)器44的探測(cè)信號(hào)“e”提供控制。
圖11是示出了由第三實(shí)施方式的控制器70B執(zhí)行的控制流的流程圖。將參考該圖描述該操作。
控制器70B檢查工作模式(S151)。具體地說，例如，在CPU 71中的具體的寄存器中，確保存在用于判斷當(dāng)前工作模式的區(qū)域，并且控制器70B檢查該寄存器。例如，存儲(chǔ)在該寄存器中的“1”指示正常模式，而“0”指示低功率模式。
接下來，在當(dāng)前工作模式為正常模式時(shí)，控制器70B輸出控制信號(hào)，以切換到正常模式(S152)。具體地說，控制器70B輸出“H”(高電平電壓)的模式切換信號(hào)。
另一方面，當(dāng)當(dāng)前工作模式為低功率模式時(shí)，控制器70B輸出控制信號(hào)，以切換到低功率模式(S153)。具體地說，控制器70B輸出“L”(低電壓電平)的模式切換信號(hào)。圖11所示的控制步驟序列被重復(fù)執(zhí)行。
控制器70B可以執(zhí)行與圖7相似的操作來切換天線。另外，可以根據(jù)另一種控制程序來確定便攜式無線終端的工作模式。例如，控制程序可以基于來自基站的控制信號(hào)來設(shè)置工作模式切換。然后，如稍早所述，控制器70B例如重寫CPU 71中的具體寄存器中的值。
天線選擇器60中的電壓轉(zhuǎn)換器62的工作狀態(tài)是基于模式切換信號(hào)f來控制的，并且基于該模式切換信號(hào)f控制半導(dǎo)體開關(guān)63的接通/斷開。
當(dāng)發(fā)射器41B的工作模式是低功率模式時(shí)(即，當(dāng)模式切換信號(hào)f為“L”時(shí))，電壓轉(zhuǎn)換器62暫停其工作。然后，半導(dǎo)體開關(guān)63接通，電壓電壓Vc被施加到天線開關(guān)61。這使電流消耗減少到比來自電壓轉(zhuǎn)換器62的輸出電壓Va被施加到天線開關(guān)61時(shí)更低的水平。當(dāng)發(fā)射器41B的工作模式是正常模式時(shí)(即，當(dāng)模式切換信號(hào)f為“H”時(shí))，電壓轉(zhuǎn)換器62進(jìn)入工作狀態(tài)。然后，半導(dǎo)體開關(guān)63斷開。因此，來自電壓轉(zhuǎn)換器62的輸出電壓Va被施加到天線開關(guān)61，從而天線開關(guān)61中的模擬開關(guān)電路的IMD特性得到了改善。
根據(jù)本發(fā)明第三實(shí)施方式，迄今所述都是在判斷發(fā)射器41B的工作模式為低功率模式時(shí)暫停電壓轉(zhuǎn)換器62的工作，然后電源電壓Vc被施加到天線開關(guān)61。另一方面，當(dāng)判斷發(fā)射器41B的工作模式為正常模式時(shí)電壓轉(zhuǎn)換器62工作，然后電壓Va被施加到天線開關(guān)61。這樣，不需要探測(cè)器44來測(cè)量，而是基于發(fā)射信號(hào)T的發(fā)射功率，將適當(dāng)?shù)碾妷菏┘拥教炀€開關(guān)61。這減少了功耗，同時(shí)防止了IMD特性的惡化。這也減少了天線開關(guān)61中的電流消耗。另外，電池壽命被延長了，便攜式無線終端的工作時(shí)間也延長了。
盡管已經(jīng)參考附圖詳細(xì)描述了本發(fā)明的實(shí)施方式，但是，具體的配置并不受限于實(shí)施方式的那些配置，可以作出各種設(shè)計(jì)修改和改變，而不脫離本發(fā)明的范圍。
例如，可以隨意配置圖4的天線選擇器60，只要基于電壓轉(zhuǎn)換器控制信號(hào)“c”來選擇電源電壓Vc或輸出電壓Va，并將其施加到天線開關(guān)61即可。例如，半導(dǎo)體開關(guān)63可以由模擬開關(guān)電路而不是FET組成。另外，可以隨意配置圖8的電源LSI 80，只要其將發(fā)射功率信息p轉(zhuǎn)換為參考信號(hào)“m”即可。另外，在圖8的配置中，CPU 71可以利用程序來實(shí)現(xiàn)與電源LSI 80的功能相同的功能。在這種情形中，使用DAC而不是電源LSI 80來可變地控制來自電壓轉(zhuǎn)換器62A的輸出電壓。此外，圖8的電壓轉(zhuǎn)換器62A可以配置有接口(例如，總線功能)，用來與CPU通信，以使CPU能夠直接對(duì)電壓轉(zhuǎn)換器62A的輸出電壓施加可變控制。
天線的數(shù)目不限于2個(gè)(即，天線51和52)，而是可以是任何數(shù)目。例如，可以提供3個(gè)天線，這3個(gè)天線中的一個(gè)用于發(fā)射，而另兩個(gè)用于接收，或者反之。此外，盡管第一實(shí)施方式基于發(fā)射功率Pout和閾值A(chǔ)之間的比較來控制電壓轉(zhuǎn)換器62的工作，但是當(dāng)基于存在/不存在發(fā)射信號(hào)T來控制電壓轉(zhuǎn)換器62工作/暫停時(shí)，可以獲得近乎相等的功能和效果。
盡管圖3所示的模擬開關(guān)電路使用P溝道MOSFET，但是也可以使用其他類型的MOSFET，例如，N溝道MOSFET或者JFET(結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)晶體管)。
本發(fā)明不僅適用于移動(dòng)電話，而且一般適用于便攜式無線終端，例如具有多個(gè)天線的便攜式信息終端和收發(fā)機(jī)。本發(fā)明不僅適用于終端，也適用于基站。
權(quán)利要求
1.一種便攜式無線終端，包括產(chǎn)生發(fā)射信號(hào)的發(fā)射器；輻射與所述發(fā)射信號(hào)相對(duì)應(yīng)的無線電波的多個(gè)天線；電壓轉(zhuǎn)換器控制器；和天線選擇器，其根據(jù)天線選擇信號(hào)選擇所述多個(gè)天線中的一個(gè)，所述天線選擇器包括電壓轉(zhuǎn)換器，其將電源電壓轉(zhuǎn)換為比所述電源電壓高的預(yù)定輸出電壓；和模擬開關(guān)電路，其利用來自所述電壓轉(zhuǎn)換器的預(yù)定輸出電壓或?qū)ζ涫┘拥乃鲭娫措妷哼M(jìn)行操作，并且所述電壓轉(zhuǎn)換器控制器根據(jù)由所述發(fā)射器產(chǎn)生的發(fā)射信號(hào)的功率水平來控制所述電壓轉(zhuǎn)換器工作/暫停，并且在所述電壓轉(zhuǎn)換器工作時(shí)將所述預(yù)定輸出電壓施加到所述模擬開關(guān)電路，并且在所述電壓轉(zhuǎn)換器暫停時(shí)將所述電源電壓施加到所述模擬開關(guān)電路。
2.如權(quán)利要求1所述的便攜式無線終端，其中，當(dāng)由所述發(fā)射器產(chǎn)生的發(fā)射信號(hào)具有大于等于預(yù)定閾值的發(fā)射功率值時(shí)，所述電壓轉(zhuǎn)換器控制器使所述電壓轉(zhuǎn)換器工作，并將所述預(yù)定輸出電壓施加到所述模擬開關(guān)電路，并且當(dāng)所述發(fā)射功率值小于所述閾值時(shí)，所述電壓轉(zhuǎn)換器控制器使所述電壓轉(zhuǎn)換器暫停，并將所述電源電壓施加到所述模擬開關(guān)電路。
3.如權(quán)利要求1所述的便攜式無線終端，其中，所述電壓轉(zhuǎn)換器控制器根據(jù)由所述發(fā)射器產(chǎn)生的發(fā)射信號(hào)出現(xiàn)/不出現(xiàn)，控制所述電壓轉(zhuǎn)換器工作/暫停。
4.如權(quán)利要求1所述的便攜式無線終端，其中，所述電壓轉(zhuǎn)換器控制器根據(jù)由所述發(fā)射器產(chǎn)生的發(fā)射信號(hào)的發(fā)射功率值，可變地控制來自所述電壓轉(zhuǎn)換器的輸出電壓。
5.一種用于下述便攜式無線終端的電壓轉(zhuǎn)換器的操作控制方法，其中所述便攜式無線終端包括產(chǎn)生傳輸信號(hào)的發(fā)射器、輻射與所述發(fā)射信號(hào)相對(duì)應(yīng)的無線電波的多個(gè)天線，和根據(jù)天線選擇信號(hào)選擇所述多個(gè)天線中的一個(gè)的天線選擇器，其中所述天線選擇器包括電壓轉(zhuǎn)換器和模擬開關(guān)電路，所述電壓轉(zhuǎn)換器將電源電壓轉(zhuǎn)換為比所述電源電壓高的預(yù)定輸出電壓，所述模擬開關(guān)電路利用來自所述電壓轉(zhuǎn)換器的預(yù)定輸出電壓或?qū)ζ涫┘拥乃鲭娫措妷哼M(jìn)行操作，所述方法包括根據(jù)由所述發(fā)射器產(chǎn)生的發(fā)射信號(hào)的功率水平來控制所述電壓轉(zhuǎn)換器工作/暫停；和在所述電壓轉(zhuǎn)換器工作時(shí)將所述預(yù)定輸出電壓施加到所述模擬開關(guān)電路，并且在所述電壓轉(zhuǎn)換器暫停時(shí)將所述電源電壓施加到所述模擬開關(guān)電路。
6.如權(quán)利要求5所述的用于電壓轉(zhuǎn)換器的操作控制方法，其中，當(dāng)由所述發(fā)射器產(chǎn)生的發(fā)射信號(hào)具有大于等于預(yù)定閾值的發(fā)射功率值時(shí)，使所述電壓轉(zhuǎn)換器工作，以將所述預(yù)定輸出電壓施加到所述模擬開關(guān)電路，并且當(dāng)所述發(fā)射功率值小于所述閾值時(shí)，使所述電壓轉(zhuǎn)換器暫停，以將所述電源電壓施加到所述模擬開關(guān)電路。
7.如權(quán)利要求5所述的用于電壓轉(zhuǎn)換器的操作控制方法，其中，根據(jù)由所述發(fā)射器產(chǎn)生的發(fā)射信號(hào)出現(xiàn)/不出現(xiàn)，控制所述電壓轉(zhuǎn)換器工作/暫停。
8.如權(quán)利要求5所述的用于電壓轉(zhuǎn)換器的操作控制方法，其中，根據(jù)由所述發(fā)射器產(chǎn)生的發(fā)射信號(hào)的發(fā)射功率值，可變地控制來自所述電壓轉(zhuǎn)換器的輸出電壓。
9.一種在便攜式無線終端中使用的控制程序，所述便攜式無線終端包括產(chǎn)生發(fā)射信號(hào)的發(fā)射器；輻射與所述發(fā)射信號(hào)相對(duì)應(yīng)的無線電波的多個(gè)天線；電壓轉(zhuǎn)換器控制器；和根據(jù)天線選擇信號(hào)選擇所述多個(gè)天線中的一個(gè)的天線選擇器，所述天線選擇器包括電壓轉(zhuǎn)換器，該電壓轉(zhuǎn)換器將電源電壓轉(zhuǎn)換為比所述電源電壓高的預(yù)定輸出電壓；和模擬開關(guān)電路，該模擬開關(guān)電路利用來自所述電壓轉(zhuǎn)換器的預(yù)定輸出電壓或?qū)ζ涫┘拥乃鲭娫措妷哼M(jìn)行操作，所述程序包括用于使所述電壓轉(zhuǎn)換器控制器根據(jù)由所述發(fā)射器產(chǎn)生的發(fā)射信號(hào)的功率水平來提供控制，以使所述電壓轉(zhuǎn)換器工作/暫停的裝置；和用于在所述電壓轉(zhuǎn)換器工作時(shí)，使所述電壓轉(zhuǎn)換器控制器將所述預(yù)定輸出電壓施加到所述模擬開關(guān)電路，并且在所述電壓轉(zhuǎn)換器暫停時(shí)，將所述電源電壓施加到所述模擬開關(guān)電路的裝置。
10.一種用于選擇多個(gè)天線中的一個(gè)的控制方法，包括響應(yīng)于天線選擇信號(hào)選擇所述天線中的一個(gè)；以及根據(jù)傳輸信號(hào)的功率水平，控制要被施加到用于選擇天線的開關(guān)的電壓電平。
11.如權(quán)利要求10所述的控制方法，還包括所述控制是在所述發(fā)射信號(hào)的功率水平大于等于預(yù)定閾值的情形中，將預(yù)定的高電壓施加到所述開關(guān)，并且在所述發(fā)射信號(hào)的功率水平小于所述預(yù)定閾值的情形中，將預(yù)定的低電壓施加到所述開關(guān)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種便攜式無線終端及其中使用的天線選擇器控制方法。天線選擇器根據(jù)天線選擇信號(hào)，選擇多個(gè)天線中的一個(gè)。該天線選擇器包括電壓轉(zhuǎn)換器和模擬開關(guān)電路。電壓轉(zhuǎn)換器將電源電壓轉(zhuǎn)換為比該電源電壓高的預(yù)定輸出電壓。模擬開關(guān)電路利用來自電壓轉(zhuǎn)換器的預(yù)定輸出電壓或?qū)ζ涫┘拥碾娫措妷哼M(jìn)行操作。電壓轉(zhuǎn)換器控制器根據(jù)由發(fā)射器產(chǎn)生的發(fā)射信號(hào)的功率水平來控制電壓轉(zhuǎn)換器工作/暫停。在電壓轉(zhuǎn)換器工作時(shí)，預(yù)定輸出電壓被施加到模擬開關(guān)電路，而在電壓轉(zhuǎn)換器暫停時(shí)，電源電壓被施加到模擬開關(guān)電路。
文檔編號(hào)H04B1/44GK1716793SQ20051008044
公開日2006年1月4日 申請(qǐng)日期2005年7月1日 優(yōu)先權(quán)日2004年7月1日
發(fā)明者小川龜太郎 申請(qǐng)人:日本電氣株式會(huì)社