本发明涉及无线通信设备。
背景技术：
作为用于将包括定向天线的无线通信设备和包括非定向天线的无线通信设备实现为一个设备来作为用于无线lan的无线通信设备的传统技术，已经提出了具有以下结构的天线设备(专利文献1)：用于规定波长的引向器、反射器和辐射器被构造为使其之间的位置关系可变化，并且可在第一布置和第二布置之间进行切换，在第一布置中，引向器、反射器和辐射器以规定间隔彼此平行地布置为具有相同的中心以用作定向天线，在第二布置中，引向器、反射器和辐射器中的至少一个改变其位置以用作非定向天线。
在这种天线设备中，可改变引向器、反射器和辐射器之间的位置关系，并且用于用作定向天线的第一布置可改变至用于用作非定向天线的第二布置/用于用作定向天线的第一布置可改变自用于用作非定向天线的第二布置，且因此，虽然其是一个天线设备，但其不仅可用作定向天线，还能用作非定向天线。
引用列表
专利文献
专利文献1：jp-a-2005-26943
技术实现要素：
技术问题
然而，在专利文献1中公开的技术中，虽然通过改变辐射器的位置可实现不限数量的辐射图案，但普通用户不能确定哪个位置是最优布置，从而带来一个问题：取决于引向器、反射器和辐射器之间的位置关系，增益反而降低了。
设计本发明以解决上述常规技术的问题，目的是提供普通用户能容易地改变其方向性的无线通信设备。
技术方案
本发明的一个实施例了提供一种无线通信设备，包括：壳体；设置在所述壳体内的基板；设置在所述基板上的天线；金属板，其可移除地附着在所述壳体上，所述金属板具有大于所述壳体的反射率的反射率，并且所述金属板具有相对表面，其中当所述金属板附着在所述壳体上时，所述相对表面与所述基板相对；检测单元，其检测所述金属板的附着；以及输出单元，其输出所述检测单元的检测结果。
本发明的另一个实施例提供了一种无线通信设备，包括：壳体；设置在所述壳体内的基板；设置在所述基板上的天线；切换单元，其将所述天线的方向性在第一状态和第二状态之间进行切换；检测单元，其检测所述切换单元的切换；以及输出单元，其输出所述检测单元的检测结果。
本发明的技术效果
根据本发明，可提供普通用户能容易地改变其方向性的无线通信设备。
附图说明
图1是示出根据本发明的一个实施例的无线通信设备的轮廓结构的示意图(透视图)。
图2是沿图1的线i-i截取的无线通信设备的截面图。
图3a是在根据本发明的实施例的无线通信设备中金属板未附着在壳体上时，所述无线通信设备中的检测单元周围的部分的放大图(截面图)。
图3b是在根据本发明的实施例的无线通信设备中所述金属板附着在所述壳体上时，所述无线通信设备中的检测单元周围的部分的放大图(截面图)。
图4是用于说明根据本发明的实施例的无线通信设备的一部分的框图。
图5是用于说明用于检查根据本发明的实施例的无线通信设备的方向性的模拟情况的示图。
图6a示出根据本发明的实施例的无线通信设备的方向性的模拟结果。
图6b示出根据本发明的实施例的无线通信设备的方向性的其他模拟结果。
图7a是在根据本发明的另一实施例的无线通信设备中金属板未附着在壳体上时，所述无线通信设备的检测单元周围的部分的放大图(截面图)。
图7b是在根据本发明的另一实施例的无线通信设备中所述金属板附着在所述壳体上时，所述无线通信设备的检测单元周围的部分的放大图(截面图)。
图8是示出根据本发明的又一实施例的无线通信设备的轮廓结构的示意图(透视图)。
图9是沿图8的线ii-ii截取的无线通信设备的截面图。
图10a是在根据本发明的又一实施例的无线通信设备中金属板未附着在壳体上时，所述无线通信设备的检测单元周围的部分的放大图(截面图)。
图10b是在根据本发明的又一实施例的无线通信设备中所述金属板附着在所述壳体上时，所述无线通信设备的检测单元周围的部分的放大图(截面图)。
图11是用于说明根据本发明的另一实施例的无线通信设备和通信伙伴终端之间的关系的概念图。
具体实施方式
现在将参考附图来详细描述本发明的优选实施例。要注意的是，以下实施例仅被描述为示例实施例，并且本发明不限于这些实施例。
附带地，在实施例中所引用的附图中，相同标记或类似标记(数值后面接着a、b等的标记)用来指代相似元件或具有相似功能的元件，以在一些情况下避免冗余描述。除此之外，为了描述方便，在一些情况下附图中的尺寸比例可以与实际比例不同，或者可在附图中部分地忽略某个结构。
第一实施例
将参考图1和图2来描述根据本发明的一个实施例的无线通信设备。图1是示出根据本发明的实施例的无线通信设备的轮廓结构的示意图(透视图)。图2是沿图1的线i-i截取的无线通信设备的截面图。无线通信设备1包括壳体11、基板13、天线15a-15d、金属板17、开口18和检测单元19。要注意的是，在不需要区分的情况下，天线被称为“天线15”。
在此示例情况下，壳体11是长方体形状，且只要天线15可布置在离金属板17规定距离d处，壳体11可以是任意形状。在此示例情况下，壳体11由树脂材料制成。然而，只要壳体11的材料不是用作反射板的材料，如金属材料，壳体11的材料不限于树脂材料。
除此之外，在此示例情况下，壳体11具有开口18。如在图2的截面图中所见的，开口18设置在壳体11的中心附近。然而，只要金属板17在附着在壳体11上时金属板17被布置在与天线相对的位置，开口18的位置不限于壳体11的中心附近。
基板13设置在壳体11内。在此示例情况下，基板13设置在壳体11的内侧表面11a上，但基板13的一部分可不与壳体11的内侧表面11a接触。除此之外，虽然在此示例情况下基板13是以单层形成的，但是其可以以多层来形成。当基板13以多层形成时，天线15可如之后描述的那样布置在内层中。
天线15设置在基板13上。虽然在此示例情况下天线15的元件的数量为4，但是该数量不限于此，而可以是一个或多个(包括4个)。
另外，在此示例情况下，天线15是平面天线。此外，在此示例情况下，通过在基板13上进行印刷而形成天线15。天线15不限于在基板13上印刷的平面天线，而可以是安装在基板13上的另一种平面天线，例如平面倒f天线(pifa)或贴片天线。
虽然在此示例情况下天线15构造在基板13的前表面上，其也可以构造在后表面上。当基板13为多层基板时，天线15可以构造在内层中。
在此示例情况下，已知的裂环谐振器(未示出)布置在天线元件之间以避免天线元件之间的干扰。当裂环谐振器布置在天线元件之间时，天线元件之间的距离比不布置裂环谐振器时的情况短。在此示例情况下，天线元件之间的距离为λ/2。然而，不需要总是布置裂环谐振器。在不布置裂环谐振器时，天线元件之间的距离优选地等于或大于λ。在此示例情况下，天线15是用于5ghz频带无线通信的天线。因此，天线元件之间的距离优选地为60mm或更大。然而，可以使用用于2.45ghz频带无线通信的天线。
金属板17具有反射无线电波的功能。在此示例情况下，金属板17反射从天线15辐射的无线电波。金属板17的反射率比壳体11的反射率大。当在平面图中将金属板17布置在天线15a和天线15d之间时，前向增益的增加相比于在平面图中将天线15a-15d布置在金属板17内侧的情况减小。因此，优选地，在平面图中将天线15a-15d设置在金属板17内侧。
在此示例情况下，突出部17a是金属板17的一部分。具体地，突出部17a和金属板17由相同材料制成。当由相同材料制成时，突出部17a和金属板17可整体制造。然而，突出部17a和金属板17也可以由不同材料制成。当由不同材料制成时，突出部17a和金属板17需要彼此连接。另外，突出部17a插入壳体11中。
当金属板17附着在壳体11上时，金属板17具有与基板13相对的表面且天线15设置在基板13上。在此示例情况下，设置在基板上的天线元件的数量为4。当天线元件的数量为多个时，优选地，从各个天线到金属板17的距离是相等的。如果从各个天线到金属板17的距离不同，则会产生在由各个天线辐射的无线电波和由金属板17反射的无线电波之间重叠度的差异，并因此影响方向性和前向增益的大小。因此，在此示例情况下，从四个天线15到金属板17的距离相等。具体地，四个天线平行于金属板17。换句话说，优选地，具有设置在其上的天线15的基板13平行于金属板17。
为了使金属板17附着在壳体11上并使得金属板17能够难于从壳体11移除，可在壳体11的一部分上设置不规则的部分，且金属板17可成形为与不规则的部分接合。
为了使金属板17展现出反射板的效果，从各天线15辐射的无线电波和由金属板17反射的无线电波需要同相。因此，根据要采用的无线电频率，从各天线15到金属板17的距离d优选地大于λ/12并小于5λ/12。更优选地，根据要采用的无线电频率，从各天线15到金属板17的距离d优选为大于等于λ/6且小于等于λ/3。当从各天线15到金属板17的距离d为λ/4时，从天线15辐射的无线电波和由金属板17反射的无线电波是同相的，从而增加了前向增益。因此，根据要采用的无线电频率，从各天线15到金属板17的距离d更优选地为λ/4。在此示例情况下，要采用的无线电频率为5ghz频带。因此，从各天线15到金属板17的距离d更优选地为15mm。
检测单元19检测金属板17的附着。图3是在本发明的实施例的无线通信设备中的检测单元周围的部分的放大图(截面图)。在此示例情况下，检测单元19为光遮断器。光遮断器包括彼此相对的发光部分19a和光接收部分19b，且在光接收部分19b检测到来自发光部分19a的光被突出部17a遮挡时，检测到金属板17在壳体11上的附着。因此，在不与突出部17a接触的情况下，检测单元19可检测到金属板17已经附着在壳体11上。然而，检测单元19不限于光遮断器，而是还可以为另一种非接触式传感器。
图3a是在根据本发明的实施例的无线通信设备中金属板未附着在壳体上时，所述无线通信设备中的检测单元周围的部分的放大图(截面图)。图3b是在根据本发明的实施例的无线通信设备中金属板附着在壳体上时，所述无线通信设备中的检测单元周围的部分的放大图(截面图)。
金属板17沿着在如图3a所示的附图中利用箭头示出的方向移动，且当光接收部分19b检测到来自发光部分19a的光被突出部17a遮挡时，如图3b中所示，则检测到包括金属板17的外壳已经附着在壳体11上。
图4是用于说明根据本发明的实施例的无线通信设备的一部分的框图。基板13包括天线15、检测单元19、输出单元20、rf单元21、基带单元23和控制单元25。
rf单元21处理在无线通信设备1中使用的频带的信号。在此示例情况下，rf单元21处理5ghz频带的信号。rf单元21连接到天线15。另外，rf单元21连接到基带单元23。在此示例情况下，由于频带高达5ghz，因此在rf单元21中存在的接收混频器将该高频转换为中频(if)，随后所述中频被转换成基带信号。附带地，rf单元21具有已知结构，所述已知结构包括：各种发送/接收混频器；放大器，如lna；以及滤波器，如带通滤波器，在此将不对以上各组件进行描述。
控制单元25基于由输出单元输出的检测结果来控制操作模式。例如，当在解码从发送器侧发送的信号时在接收器侧发生错误时，控制单元25执行重传控制，并且控制单元25执行用于无线lan通信的各种控制，所述各种控制包括传输定时控制。除此之外，在检测单元19检测到金属板17已经附着在壳体11上时，控制单元25可执行控制以减少天线15的传输功率输出。
输出单元20输出检测单元19的检测结果。然后，该输出结果由控制单元25使用。
模拟
将参考图5、图6a和图6b描述在根据本发明的实施例的无线通信设备中的方向性根据金属板17的存在而改变。图5是用于说明用于检查根据本发明的实施例的无线通信设备的方向性的模拟情况的示图。图6a和图6b示出了根据本发明的实施例的无线通信设备的方向性的模拟结果。
如图5所述，无线通信设备1a包括：壳体11；设置在所述壳体内的基板13；设置在所述基板13上的天线15a；金属板(反射板)17，其可移除地附着在所述壳体上，并且在附着时平行于基板13；检测单元(未示出)，其检测所述金属板17的附着；和输出单元(未示出)，其输出所述检测单元的检测结果。
天线15a布置在离基板13的左端的距离x1＝10mm以及y1＝5mm的位置。天线15a是用于5ghz频带的平面天线。另外，壳体11是由树脂材料制成的外壳。所述树脂外壳设计为使得从天线15a到金属板(反射板)17的距离可为λ/4(15mm)。
如图6所示，在等效于基板13的平面上，假设横向方向被定义为x轴方向，垂直方向被定义为y轴方向，并且垂直于基板13且与金属板17相反的方向(对应于无线通信设备1a的正面方向)被定义为z轴方向。如图6a所示，d1(实线)对应于在金属板17附着在壳体11上时获得的天线增益，且d2(虚线)对应于在金属板17未附着在壳体11上时获得的天线增益。在金属板17未附着在壳体11上时，z轴方向上的天线增益近似为1dbi。另一方面，在金属板17附着在壳体11上时，z轴方向上的天线增益近似为5dbi。类似地，如图6b所示，d3(实线)对应于在金属板17附着在壳体11上时获得的天线增益，且d4(虚线)对应于在金属板17未附着在壳体11上时获得的天线增益。在金属板17未附着在壳体11上时，z轴方向上的天线增益近似为1dbi。另一方面，在金属板17附着在壳体11上时，z轴方向上的天线增益近似为5dbi。以此方式，在金属板17附着在壳体11上时，z轴方向上的天线增益增加3db以上，因此，可以理解的是，在金属板17附着在壳体11上时，天线15a作为高方向性的天线来操作。另一方面，在金属板17未附着在壳体11上时，天线15a在任何方向上都不具有大的天线增益，因此，可以理解的是，其作为低方向性的天线来操作。具体地，金属板17可被看作是切换单元，其用于在天线的方向性相对低的状态(第一状态)和所述方向性为高的状态(第二状态)之间进行切换。然后，检测单元检测切换单元的切换。
本实施例展现了以下效果：通过将金属板17附着在壳体11上的简单方法，包括具有低方向性的天线的无线通信设备可切换为包括具有高方向性的天线的无线通信设备。
近年来，作为经由无线通信的信息传输方法，关注了mimo(多输入多输出)方法，在所述mimo方法中，在发送器侧和接收器侧均设置多个天线，以构造经由无线线路(信道)的多输入多输出系统。当将多个天线设置到用于应对mimo方法等常规技术的设备中时，带来一个问题：必需多个引向器和反射器。
另一方面，在本实施例中，多个天线15形成在一个基板13上。具体地，多个天线15形成在同一平面上。然后，包括多个天线15的基板13与金属板(反射板)17相对。当包括多个天线15的基板13和金属板(反射板)17彼此平行时，仅一个反射板被充分利用。因此，展现了以下效果：可提供即使在多个天线被设置用于应对mimo方法等时，也不需要多个反射器的无线通信设备。
在本实施例中，检测单元19自动检测金属板17是否已经附着在壳体11上。因此，展现了以下效果：控制单元25可响应于该检测，自动地切换无线通信设备1的传输输出功率。
当突出部17a由与金属板17相同的材料制成时，展现了以下效果：它们可以一体制成。另外，突出部17a可不仅用于确定从包括多个天线15的基板13到金属板(反射板)17的距离，而且还可以用于执行利用检测单元19的检测。因此，展现了以下效果：一个突出部17a具有两个作用。
另外，在本发明中，通过使用光遮断器等，检测单元19可检测金属板17已经附着在壳体11上而不与突出部17a接触。因此，展现了以下效果：检测单元19和突出部17a都难于被机械破坏。
第二实施例
参考图7a和图7b，将描述本发明的第二实施例。图7a是在根据本发明的另一实施例的无线通信设备中金属板未附着在壳体上时，所述无线通信设备的检测单元周围的部分的放大图(截面图)。图7b是在根据本发明的另一实施例的无线通信设备中金属板附着在壳体上时，所述无线通信设备的检测单元周围的部分的放大图(截面图)。尽管本实施例与第一实施例在检测单元方面不同，但本实施例与第一实施例大致相同。因此，将在省略对相同元件的描述的情况下来详细描述不同之处。
在此示例情况下，检测单元19a是按键开关。当按键开关由突出部17a推动时，则检测到金属板17已经附着在壳体11上。因此，检测单元19a与突出部17a接触。使用开关来对金属板17的自动检测不限于使用按键开关，还可使用杠杆开关等。
当金属板17沿着在如图7a所示的附图中利用箭头示出的方向移动，以便利用如图7b中所示的金属板17的突出部17a来推动按键开关(检测单元19a)时，检测单元19a检测到包括金属板17的外壳已经附着在壳体11上。
除了检测单元19和突出部17a难于被机械破坏的效果之外，本实施例还展示了与第一实施例类似的效果。
除此之外，在本实施例中，检测单元19不是如光遮断器的非接触式传感器，而是推动开关等。通常，按键开关比光遮断器等更便宜。因此，本实施例展现了以下效果：可更便宜地来构造检测单元19。
第三实施例
参考图8和图9，将描述根据本发明的又一实施例的无线通信设备。图8是示出根据本发明的又一个实施例的无线通信设备的轮廓结构的示意图(透视图)。图9是沿图8的线ii-ii截取的无线通信设备的截面图。尽管本实施例与第一实施例的不同之处在于检测单元的位置以及不存在开口，但本实施例大致与第一实施例相同。因此，将在省略对相同元件的描述的情况下来详细描述不同之处。
在此示例情况下，检测单元19b是按键开关，其设置在壳体11的上表面上。在覆盖壳体11的外壳16中，平行于基板13的表面对应于金属板17b。
为了使外壳16设置在壳体11上以使外壳16难以从壳体11移除，可在壳体11的上表面上设置不规则部分以与外壳16接合。然而，如果不规则部分太高，则可以理解的是检测单元19b可能不起作用，并且因此，在检测单元19b起作用的情况下提供所述不规则部分。
图10a是在根据本发明的又一实施例的无线通信设备中金属板未附着在壳体上时，所述无线通信设备的检测单元周围的部分的放大图(截面图)。图10b是在根据本发明的又一实施例的无线通信设备中金属板附着在壳体上时，所述无线通信设备的检测单元周围的部分的放大图(截面图)。
当外壳16沿着在如图10a示出的附图中利用箭头示出的方向移动，以便利用如图10b所示的外壳16的凹部16b来推动按键开关(检测单元19b)时，检测单元19b检测到包括金属板17的外壳已经附着在壳体11上。
本实施例还展示了与第一实施例类似的效果。
另外，在本实施例中，由于检测单元19b设置在壳体11的上表面上，因此壳体11不具有像第一实施例的开口18的开口。因此，展现了以下效果：当普通用户将包括金属板17的外壳16附着在壳体11上时，他/她可以在对其进行附着的同时可视化地检查所述检测单元19b。
第四实施例
本实施例大致与第一实施例相同。本实施例与第一实施例的不同之处在于控制单元的功能。因此，将在省略对相同元件的描述的情况下来详细描述所述不同。
在本实施例中，在对与无线通信设备1通信的通信伙伴终端施加限制的情况下，例如，在对从通信伙伴终端接收的信号的接收器灵敏度中设置阈值的情况下，当检测单元19检测到金属板17已经附着在壳体11上时，控制单元改变通信伙伴终端的接收器灵敏度的阈值以与其进行通信。例如，在金属板(反射板)17未附着在无线通信设备1的壳体11上且要与利用-80db或更大的接收器灵敏度来接收信号的通信伙伴终端执行通信时，如图11中所示，通信伙伴终端30a和30b与无线通信设备1通信，但是位于利用虚线示出的房屋外面的通信伙伴终端30c不与无线通信设备1通信。在此，控制单元可控制阈值，以便在金属板(反射板)17未附着在无线通信设备1的壳体11上时执行与利用-80dbm或更大的接收器灵敏度来接收信号的通信伙伴终端30a和30b的通信，但在金属板(反射板)17附着在壳体11上时执行与利用仅-77dbm或更大的接收器灵敏度来接收信号的通信伙伴终端30a和30b的通信。这是因为在金属板(反射板)17附着在壳体11上时，无线通信设备的接收电平可通过金属板17来改善。附带地，利用rssi(接收信号强度指示、接收信号强度指示器或接收信号强度)来测量接收器灵敏度。rssi指代用于测量由无线通信装备接收的信号的强度的电路或信号。
本实施例展现以下效果：与无线通信设备通信的通信伙伴终端的阈值可以通过将金属板17附着在壳体11上而改变。结果，展现了以下效果：可以保持对通信伙伴终端的通信范围的优化，而无需不必要地覆盖位于远处的通信伙伴终端。
第五实施例
本实施例大致与第一实施例相同。本实施例与第一实施例的不同之处在于控制单元的功能。因此，将在省略对相同元件的描述的情况下来详细描述不同之处。
在本实施例中，在检测单元19检测到金属板17已经附着在壳体11上时，控制单元可规定调制方法或无线lan标准。在此，在金属板17已经附着在壳体11上时，无线通信设备的发送和接收环境更好。例如，在金属板17未附着在壳体11上时应用64qam调制方法的情况下，如果检测单元19检测到金属板17已经附着在壳体11上，则调制方法可改变为256qam。类似地，例如，在检测单元19检测到金属板17已经附着在壳体11上时，不应用ieee802.11ac通信，而是可应用ieee802.11g等的另一通信。
本实施例展现了以下效果：可根据金属板17是否附着在壳体11上来改变调制方法。
第六实施例
本实施例大致与第一实施例相同。本实施例与第一实施例的不同之处在于控制单元的功能。因此，将在省略对相同元件的描述的情况下来详细描述不同之处。
在金属板17附着在壳体11上时，无线通信设备的发送和接收环境更好。因此，在检测单元19检测到金属板17已经附着在壳体11上时，输出单元20输出检测结果，且控制单元25进行控制以发送对应于检测到金属板17附着在壳体11上的信号。然后，通过天线15将信号发送至通信伙伴终端。接收到所述信号的通信伙伴终端可通过例如减小中间频率放大器的放大系数来降低功耗。
本实施例展现了以下效果：取决于金属板17是否附着在壳体11上，无线通信设备将对应于金属板17是否附着在壳体11上的信号发送至通信伙伴终端，以便通信伙伴终端可自适应地降低功耗。
要注意的是，本发明不限于上述实施例，而是可以在不偏离本发明的精神的情况下，适当地对本发明进行修改和改变。
所述天线可以以复数形式设置在所述基板上。
金属板的一部分可插入所述壳体。
所述基板和所述相对表面之间的距离可大于λ/12且小于5λ/12。
所述检测单元检测所述金属板的附着而不与所述金属板的插入部分接触。
还可以包括控制单元，所述控制单元基于由所述输出单元输出的所述检测结果来控制操作模式。
所述控制单元可降低所述天线的输出功率。
所述天线可将由所述检测单元检测到的结果发送至接收器侧。
附图标记列表
1、1a:无线通信设备11:壳体13:基板
15:天线17:金属板17a:突出部18:开口
19、19a:检测单元
d1、d3:在金属板附着在壳体上的情况下获得的天线增益
d2、d4:在金属板未附着在壳体上的情况下获得的天线增益
810:天线装置811:第一基板812:第二基板
815:内部外壳816:外部外壳818:螺钉
821:辐射器822:引向器823:反射器