專利名稱：在可能的方向性配置中對非均勻選擇圖形進行依狀態(tài)控制的便攜式通信設備的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及權利要求1前序中所引用的方法。這種便攜式設備，特別是移動電話機已經變成家用字詞。在操作上，這種設備通常與先前并不知道其地理位置的遠程基站通信。這些系統(tǒng)已經用于地球蜂窩基站和衛(wèi)星。這種系統(tǒng)的第一工作參數(shù)是在移動電話機位置上的來自基站的電場強度。第二參數(shù)是接收場矢量的主方向；這表示該基站的視在始發(fā)方向，經過各種環(huán)境影響該方向可能與始發(fā)方向不同。最優(yōu)接收取決于相對于該天線接收靈敏度圖形的這個方位。第三個參數(shù)是從電話機本身發(fā)射的場矢量。在兩個方向發(fā)送的信號的最優(yōu)接收要求始發(fā)方向和主軸彼此一致，也涉及最優(yōu)的viz a viz天線配置。另一個希望是在電話機的實際操作中，設備發(fā)送的輻射應該盡可能離開使用者的頭部或其它相關部分、或者其它附近吸收物質或障礙物發(fā)出。根據(jù)設備的方位，以上某些要求可能有矛盾。
因此，本發(fā)明的一個目的是在其中的實際發(fā)送狀態(tài)中排除或至少推遲使用會向這種具體物質或障礙物發(fā)送大量能量的一個或多個操作模式。因而，根據(jù)本發(fā)明的一個方面，其特征在于權利要求1的特征部分。非均勻選擇圖形可以指在特定狀態(tài)下特別是在發(fā)送狀態(tài)下要禁止某種方向性配置。另一種實施是建議給用戶的各種方向性圖形的序列取決于設備的狀態(tài)。又一種實施是“壞”的圖形只可被用戶通過拒絕標準選擇程序來進行呼叫。再一種實施是具有某個因素衰減的“壞”圖形。發(fā)送狀態(tài)常常被限制為實際通信會話?；蛘撸龝捦?，設備可以周期地發(fā)送主要信號以便當設備穿越蜂窩系統(tǒng)的多個網(wǎng)孔時能使一套基站跟蹤設備的位置變化。接收狀態(tài)可以或者通常只在這種會話外或者在用戶發(fā)聲的基礎上通信會話交替期間奏效。
本發(fā)明的第二個目的是要向用戶指示可能要將設備方位在相當高程度上改變到符合先前的各要求。該指示應明顯或不明顯地示給用戶設備的最優(yōu)方向，諸如指出接收能量是從哪兒來的。
本發(fā)明還涉及滿足以上功能的電話機。本發(fā)明的其它優(yōu)點在從屬權利要求中列舉。
下面參考附圖和優(yōu)選實施例詳細描述本發(fā)明的這些和其它方面和優(yōu)點，其中

圖1是便攜式電話機圖；圖2是根據(jù)本發(fā)明的設備圖；圖3A-E是各種天線方向配置；圖4A是設備周圍的空間分段；圖4B是使用時典型的場配置；圖5是發(fā)射場強圖形；圖6是內部設備方框圖；圖7是基本定相的陣列天線。
圖1是執(zhí)行為根據(jù)本發(fā)明的移動電話機的便攜式通信設備圖。另外的實施例可以是筆記本或類似的計算機設備。原理上，這種設備可以允許傳送除語音外的其它種類信息。如所示，該設備具有長方框的一般形式，并裝有揚聲器(頂部)，數(shù)字字母顯示器、標準的12鍵鍵盤、麥克風(底部)和兩個天線。
圖2是根據(jù)本發(fā)明設備的另一個圖。該設備具有一般矩形邊的外殼20，但不限于這個形狀。各種常規(guī)特征是外天線24、LCD顯示器22、和3X4鍵盤26。為簡化，與本發(fā)明無關的特征就省略了。與鍵盤相對的設備側包含語音I/O設備(未顯示)，特別是小揚聲器和麥克風，這些已經按照人類頭部的一般形狀和大小進行了安裝和定位。在操作上，用戶應當使這側背對頭部，以使設備單元不成問題地分別靠近耳口。不用時，設備可以放在任何地方，通常放在桌子和類似平面上，諸如筆記本的情況。在電話機的情況下，設備應放在衣服口袋或類似地方。另外，設備頂部包含交叉配置安放的4個小LCD或類似元件28。在實際通信會話中，當在設備這側的平面上投射時，相應元件的照明將表示從實際所指的基站接收場的視在始發(fā)方向。照明按如下方式每個四分之一圓周劃分成30°的三等份。當原點與特定坐標方向小于30°時，只有那個方向的LCD元件發(fā)光。當與兩個相鄰坐標方向的方向在30°和60°之間時，兩個相關坐標方向的LCD元件都發(fā)光。通常，這樣配置天線使得當上述投射與含有鍵盤的一側的方向大致垂直時，接收為最佳。當繞著垂直于圖中左/右側的軸旋轉時質量改變很小。如果照明方式表示其它情況，那么用戶應當改進接收質量或通過旋轉改進可行的接收范圍。
不同的技術可以用于表示最優(yōu)方位。當接近好的方位時，專用指示聲諸如噪音或嘟嘟聲可以逐漸停止或改為另一種方式。該指示可以在常規(guī)語音信道輸出。在次優(yōu)情況下另一個簡單特征是紅LCD，在接近最優(yōu)時是綠LCD。同樣，多個紅/綠LCD條可以用于確定最佳和特定方位。
圖3A-E是通過兩個桿型天線實現(xiàn)的各種天線方向性配置的極性圖，所說的天線發(fā)送或接收電磁波的特定頻率和相位。每個天線基本上以單極方式工作。某些方向性配置具有8字形的一般形狀，呈對稱或不對稱形。其它配置具有三個瓣，其中兩個瓣可以幾乎融合一起，第三個相對較小。提高并列天線棒的數(shù)量可以影響到其它配置，而不需要全有相同的功率幅度。不同的附加物是“后側”的無源屏蔽，它產生在“前側”的相對強的發(fā)送圖形。
圖4表示從頂部側看時環(huán)繞交叉部分的設備的空間分段。傳輸空間劃分為4段。段1大致覆蓋用戶頭部，附加有一定的允許區(qū)域。最好是，當設備對著用戶頭部時，諸如在實際通話期間，在與此段成固定角度內應當發(fā)射相對小的輻射能量，即只有很少的能量被吸收。
在通話期間，段2方向通常離開用戶頭頂，因此含有向基站發(fā)送輻射的較佳固定角度。段3和4位于其間，代表折中情況。以這種在規(guī)定大小和方位內的某個固定角度內優(yōu)選地發(fā)射輻射的方式來設計天線是已知技術；圖3A-E的圖形是一些示例。決定特定天線方向性配置時也和其它物體或具體物質有關，例如不用時將設備放在上面的桌子、或當設備放入例如筆記本大小的計算機設備時人體的其它部分。
圖4B表示使用期間當從頂部看人頭部時，設備顯示為一個方框，方向性圖形大致與圖3D一致。即使是這個例子的圖形，大部分能量也離開人的頭部輻射掉了。
圖5表示發(fā)射場強圖形。在設備20內，從圖1、2的同側投影來看天線桿34和36和控制驅動器32。通過驅動兩個天線桿的信號之間的相對時移，可能的話還通過與適當天線幾何形狀結合的這種信號的特定構形，能夠給予發(fā)射場一個極性圖形，例如通過曲線30表示的圖形，該圖形具有水平向右離開頭部的強瓣和向左的很弱的瓣，在垂直方向有很低的能量。如果基站的視在方向這時沿著箭頭31，那么基站中的電話信號接收將是最優(yōu)的。通過較低的傳輸功率可以節(jié)省能量。發(fā)射功率的各種其它幾何形狀同樣也是有利的。
以類似方式，接收天線在特定方向會有最佳靈敏度。其它這種接收天線可以具有一種形狀，使得有可能根據(jù)圖2中元件28上表示的實際設備方位檢測基站的視在位置。
圖6是內部方框圖。為簡化起見，就不示出天線的配置了。但從一般觀念看，可連接一個類似的處理元件32，事實上它有兩個目的。元件32向中央處理單元38發(fā)送接收的天線信號，以計算基站的相對方位。然后將此方位顯示在元件46上，代表圖2的LCD元件28。另外，接收的天線信號轉換為用于內部管理電話機設備的控制信號和轉換為語音和可能的其它信號諸如嘟嘟聲或光，以在揚聲器42上輸出。并且，在麥克風40上接收的語音轉換為調制的天線信號以便傳送到基站(為簡化未示出)。用戶鍵盤以方框44表示，可以提供其它的輸入信號到單元38。
上述電話機的配置可以給用戶顯示一個實際方位，并隱含地建議電話設備的一個較佳方位。另外這種配置能夠安排在人頭部吸收最少的最佳方向輸出或至少在安裝揚聲器和麥克風的設備側有一個發(fā)射場計數(shù)器。根據(jù)基站視在方向能夠確定另一最佳方式。另外，實際呼叫終止之后的超時機構可以使傳輸能量停止，并且接收場轉換到更均勻的角度靈敏度圖形。事實上，呼叫終止之后，用戶可以把電話機放在隨意的地方，使設備方位不必長時間根據(jù)上述要求控制，或得到上述描述的另一種操作模式。
設備的各個工作參數(shù)將通過上述方式得以改善，以便允許安排該設備相對基站和用戶頭部處于最佳方位。總的改善接近10db，這意味功率要求的10倍，它通過以下幾方面達到·分集增益+6db·天線較好地匹配到接收機電子器件上+1.7db·較好的功率放大器效益+0.3db·用戶身體的低功率吸收+3db。
圖7表示示例性的定相陣列天線配置。兩個天線55、57從控制設備52獲得能量。相位控制設備54通過這兩個天線的相應相位至少部分地控制傳輸圖形。元件50是可以檢測傳輸狀態(tài)的檢測器。這可以在通信會話電平上考慮發(fā)送和接收狀態(tài)而定期交替來進行?；蛘撸旧砜梢詸z測傳輸，諸如在接收用戶語音的基礎上檢測。第三種方式是通過測量機械運動，同時考慮用戶在通信會話期間可能給予設備特定的運動方式。
權利要求
1.一種便攜式通信設備，包括連接到控制設備的一個天線配置，用于構成多個不同天線方向性配置，其特征在于所述控制設備包括用于鑒別所述通信設備的發(fā)送狀態(tài)和接收狀態(tài)的檢測器裝置，以便根據(jù)所述狀態(tài)在所述多個天線方向性配置中實現(xiàn)多種非均勻選擇圖形。
2.根據(jù)權利要求1所述的通信設備，其中一個或多個方向性配置從特定選擇圖形中排除。
3.根據(jù)權利要求1所述的通信設備，其中在各個選擇圖形中一個或多個方向性配置具有非均勻特性。
4.根據(jù)權利要求3所述的通信設備，其中所述非均勻特性受用戶拒絕。
5.根據(jù)權利要求1所述的通信設備，其中所述發(fā)送狀態(tài)不利于可能會導致在具體物質附近有相當強的場吸收的一個或多個方向性配置。
6.根據(jù)權利要求1所述的通信設備，其中所述控制設備在實際通信會話中獨自操作。
7.根據(jù)權利要求1所述的通信設備，包括用于測量接收場視在始發(fā)方向的測量裝置，該裝置連接到用于提供用戶有關所述始發(fā)方向的指示器裝置。
8.根據(jù)權利要求7所述的通信設備，其中所述測量設備測量實際的接收信號強度，以便轉換為其表示的值隨著最佳方位偏移而變化的一個參數(shù)。
9.根據(jù)權利要求7所述的通信設備，其中所述用戶指示是可聽和/或可見的。
10.根據(jù)權利要求6所述的通信設備，其中所述用戶指示是多個離散定位的離散指示符。
11.根據(jù)權利要求1所述的通信設備，還包括測量裝置，用于在所述設備中測量接收場的視在始發(fā)方向，并連接到所述控制裝上，該控制裝置用于沿著所述視在始發(fā)方向控制接收靈敏度圖形的主軸。
12.根據(jù)權利要求1所述的通信設備，該設備執(zhí)行移動電話機設備和/或筆記本計算機設備的功能。
全文摘要
一種便攜式通信設備,具有一個允許形成各種不同天線方向性配置的天線配置。特別是,其控制設備鑒別該通信設備的發(fā)送狀態(tài)和接收狀態(tài)。根據(jù)這種狀態(tài),在這些方向性配置中實現(xiàn)各種非均勻選擇圖形。
文檔編號H01Q1/24GK1262794SQ99800401
公開日2000年8月9日 申請日期1999年3月25日 優(yōu)先權日1998年4月7日
發(fā)明者L·萊滕, P·J·馬西, D·杜珀賴, S·J·W·范勒伯赫, C·M·J·M·阿馬 申請人:皇家菲利浦電子有限公司