专利名称：附带频率自动修正功能的可调谐接收装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及内置在移动电话、PDA、笔记本计算机、游戏机等便携无线终端或无线装置中的天线模块、以及安装有该天线模块的接收装置。本发明特别涉及在数字广播用接收装置中，根据接收频道可以改变天线频率特性的天线模块、以及安装有该天线模块的接收装置。
背景技术：
作为在接收地面波模拟广播或地面波数字广播等，与移动电话相比较低频率的电波的无线系统中使用的现有技术的天线，在专利文献1中公开了使用光电跟踪天线的情况。
这样的天线虽然频带较宽、且可以应对系统所使用的频率的全部频带，但例如为日本的地面波数字电视广播时，该天线应该接收的电波的波长为64cm，存在难以内置于最大尺寸大约为20cm的现有的移动电话、PDA、接收装置等便携终端中的问题。
目前，便携无线终端的多功能化正在不断地发展，例如在移动电话中除了电话功能之外，今后还考虑附加电视广播、无线电广播等的接收功能。对这些广播系统分配了各自不同的频带，并使用对这些频带进行了频率划分的频道。例如，对日本的地面波数字电视广播分配了470MHz至770MHz的UHF频带的较宽的频带，并将该频带内以6MHz为间隔划分的频带分配给各个广播台，为了对电视广播进行视听，视听者需要对希望的频率进行选台。
从抑制干扰波的观点来看，希望避免使用一个天线接收各无线系统所使用的较宽的全部的频带，此外，在尺寸与应适应的电磁波的波长相比足够小(1/10以下)的天线中，从天线灵敏度的观点来看也是接收频带较窄的更可以期待性能的提高。根据前者的理由，对于电视系统来说，为了防止接收到成为干扰波的其它无线系统的信号，还采取了通过在天线的后段设置的跟踪滤波电路来去除希望视听的频道之外不需要的频道的方法。
此外，另一方面，从提高便携性的观点看，需要使便携无线终端小型化，因此对各天线也要求小型化。在这样的背景下，在专利文献2中公开了一种以使调谐型天线的阻抗匹配中心频率符合通话频率来进行控制为特征的、使用所谓调谐型天线的无线终端。
专利文献1特开2001-251131号公报专利文献2特开2003-298341号公报发明内容在使用与这样的接收电波的波长相比尺寸足够小的这样的调谐型天线，来内置天线的情况下，与棒状天线相比，该天线的Q非常高。因此，在将该天线内置于移动电话等设备中时，仅仅将手靠近内置天线的部分，共振频率就会产生数MHz左右的变化。由于Q非常高的天线其频带窄，并且在该天线周围积蓄的无效电力较大，因此存在稍微将手靠近该天线附近，共振频率就会产生变化，本来想要接收的频率的接收特性恶化的问题。
此外，在调谐型天线中，因为在其构成要素中包含可变电容单元，所以在大量生产时，无法避免该可变电容单元(可变电容二极管)等构成调谐型天线的各部件的特性值发生波动的情况。因此，考虑到在使用价格便宜、性能波动大的部件来大量生产接收装置时，难以使接收的频率无论在哪个接收装置中都不是规定值，接收装置的良品率恶化。
本发明的目的在于提供一种接收电路，其自动控制Q较高、频带窄且灵敏度较高的天线的共振频率，由此可以接收地面波模拟广播或地面波数字广播等系统使用的全部频带的电波，而且包含可以内置于移动电话、PDA等便携无线终端中的小型天线。而且，本发明的目的还在于提供一种此时不会出现当手接触壳体时接收特性恶化、或者由于各构成部件的波动而制品成品率恶化的情况，并且包含便携终端所要求的小型天线的接收电路。
为了解决上述课题，本发明的特征是除了通过可变电容单元控制共振频率的调谐型天线外，还准备具有可以输出与接收灵敏度有关的控制信号的功能的调谐器，使用对接收灵敏度信号进行处理来控制可变电容单元的控制电路，通过该控制电路自动控制可变电容单元以使接收灵敏度为最佳。
此时，调谐器输出的接收灵敏度信号的特正是仅与在接收装置外部选择出的应该接收的频带(接收频道)的信号的接收灵敏度具有关系，与没有选择的频带的信号的接收灵敏度没有关系。例如在接收14ch时，虽然还可能在调谐器中输入相邻的13ch和15ch的信号，但根据本发明，接收灵敏度信号仅处理14ch的接收信号来输出接收灵敏度信号。这可以通过使用在调谐器内进行了频率选择之后的信号处理来实现。如此，仅仅针对希望的接收频道使可调谐天线的灵敏度最佳化。此外，在调谐器选台动作的同时还控制可调谐天线的共振频率。其接收灵敏度信号当对于接收灵敏度具有单调增加或者单调减少的特性时控制算法比较简单。此外，在接收灵敏度足够大时可以没有变化。
另一方面，对接收灵敏度信号进行处理来控制可变电容单元的控制电路的特征为至少具备一个以上的直流的控制电压输出，通过该控制电压来控制可变电容单元。例如如果在可变电容单元中使用可变电容二极管，则可以使可变电容二极管的逆偏置电压成为控制电压。
如上所示，通过设置从调谐器中输出接收灵敏度信号，控制可变电容单元的控制电路，可以反复进行接收灵敏度信号的读入和控制电压的逐次变化来选择接收频带，即选择接收频道。无需事先在接收电路中安装对接收频道和可变电容单元的控制电压的关系进行了规定的表(TABLE)。
而且，作为对接收灵敏度信号进行处理来控制可变电容单元的控制电路，可以使用微控制器和PWM(Pulse Width Modulation)电路、和由电阻元件和电容元件构成的平滑电路。此外，还可以在对接收灵敏度信号进行处理来控制可变电容单元的控制电路中使用A/D(Analog/digital)转换器。
具体地说，作为微控制器执行的控制，具有以下的方法微控制器对接收灵敏度信号进行监视，在接收灵敏度的下降在规定值以上时，使控制可变电容单元的控制电压逐次变化，暂时存储接收灵敏度最大的控制电压，在逐次变化结束之后自动地设定为接收灵敏度最大的控制电压。
此外，还可以是以下的方法通过微控制器使控制可变电容单元的控制电压逐次变化，对于控制电压的逐次变化，如果接收灵敏度增加，则使控制电压的逐次变化在相同的方向上继续进行，如果接收灵敏度减少，则使控制电压的逐次变化的方向逆转，通过如此反复地进行，自动地设定为接收灵敏度最大的控制电压。
另外，还可以是，通过微控制器，监视关系到接收灵敏度的控制信号，在接收灵敏度的下降在规定值以上时，使控制可变电容单元的控制电压的逐次变化的变化量大，对应接收灵敏度的增加，使控制电压的逐次变化量减小，通过如此地反复，快速、自动地设定为接收灵敏度最大的控制电压。
而且还具有以下的方法对接收灵敏度信号进行监视，来计量在取得接收灵敏度的次数内，接收灵敏度的下降在某规定值以上的次数为几次，仅在检测的结果表明接收灵敏度下降了的次数在某规定次数以上时，增大控制灵敏度可变电容单元的控制电压的逐次变化的变化量，仅在需要时执行可变电容变化的逐次变化。
根据本发明，通过可变电容单元可以实现小型、高灵敏度、且共振频率可以控制的可调谐天线，所以通过使用与该共振频率同步以及可以调谐的接收电路，可以实现一种可以接收地面波模拟广播或地面波数字广播等与移动电话相比频率较低的电波的便携无线终端。此时，若是现有的接收电路，则通过将手靠近内置天线的部分，接收灵敏度恶化，但根据本发明，因为自动地进行自动控制以使接收灵敏度为最佳，所以几乎没有接收灵敏度恶化的情况。
此外，根据本发明，即使构成接收电路的部件在大量生产时具有某种程度的波动的特性，但通过接收电路自身所具有的自动修正功能来调整接收频率以使接收灵敏度最佳，所以无需考虑部件的波动。因此，可以提高接收电路的成品率，抑制成本。
而且，作为本发明其它的效果，通过微控制器可以进行各种状态下的天线的可调谐动作，所以可以进行例如如下情况下的接收频率的修正，该情况为使用折叠移动电话、笔记本计算机、游戏机等设备时，伴随开闭壳体的动作，作为结果天线周围的环境发生变化，天线特性发生了变化。
图1是第一实施例的接收电路的结构。
图2是表示第一实施例的动作的流程图。
图3是表示第一实施例的动作的、控制电压和接收灵敏度电压的时间变化。
图4是表示第二实施例的动作的流程图。
图5是表示第二实施例的动作的、控制电压的时间变化、控制电压和接收灵敏度电压的关系。
图6是表示第三实施例的动作的流程图。
图7是表示第三实施例的动作的、接收灵敏度电压的时间变化。
图8是现有的可调谐天线和其接收电路的结构。
符号说明1可调谐天线2电波接收元件3调谐电路4可变电容二极管5电容6电阻7控制电压输入端子8接收信号输出端子9控制电路10微控制器11平滑电路12PWM输出端子13AD转换器输入端子14调谐器15接收灵敏度电压输出端子16接收信号输入端子17主控制单元18频道数据输入端子19DA转换器20DA转换器频道数据输入端子具体实施方式
本发明的技术主旨为通过使用从调谐器输出的接收灵敏度信号来自动控制天线的共振频率，由此使接收装置的接收特性稳定，实现大量生产时的成品率的提高。
以下使用附图对本发明的实施例进行说明。
(实施例1)使用图1、图2、图3对本发明第一实施例进行说明。图1表示本发明构成的天线模块、以及与该天线模块连接的接收电路的第一实施方式的结构，图2表示本实施例的自动控制算法的流程。可调谐天线1由电波接收元件2、调谐电路3构成，该调谐电路3由可变电容二极管4、电容5、电阻6构成。在可调谐天线1中设置有控制信号输入端子7以及接收信号输出端子8。控制电路9由微控制器10和平滑电路11构成。微控制器10具备PWM电路、AD转换器以及存储器，具有PWM输出端子12和AD转换器输入端子13，平滑电路11与PWM输出端子12相连接，其尖端与可调谐天线的控制信号输入端子7连接。在AD转换器输入端子13连接有调谐器14的接收灵敏度电压输出端子15。在调谐器14中具有接收信号输入端子16，与可调谐天线1的接收信号输出端子8相连接。而且，在调谐器14中具备频道数据输入端子18，其从接收电路外部，在这里为本发明构成的天线模块、以及安装了该天线模块的无线设备的主控制单元17接收要接收的频道。
根据本发明，首先，从接收电路外部的主控制单元17接收的频道的信息经由频道数据输入端子18被输入给调谐器14。根据输入的频道数据，调谐器14对由可调谐天线1提供的希望的频道的接收信号进行解调。此时，对应在调谐器14的接收信号输入端子16输入的接收信号，对接收灵敏度电压输出端子15输出与接收灵敏度相关联的电压。在本实施例中，输出与所选台的频道的接收电力成比例增大的电压。调谐器14，在将接收灵敏度电压输出给控制电路9内的微控制器10的AD转换器输入端子13时，对该接收灵敏度电压进行AD转换，并在微控制器10内部开始某些一定的处理。在本实施例中，在判断为接收灵敏度电压小于某个设定值时，使对微控制器10的PWM输出端子12输出的PWM波形逐次变化，使通过平滑电路11输出的控制电压变化。由此，在调谐电路3的控制电压输入端子7输入的直流电压发生变化，对可变电容二极管4施加的逆方向电压发生变化，由此使其电容值变化，使天线的共振频率变化(图3(A))。逐次使天线的共振频率变化，每次调谐器14对可调谐天线1输出的接收信号进行解调，更新接收灵敏度电压。在接收灵敏度电压为最大值时(图3(B))，微控制器10将此时的控制电压存储在内部存储器中，在接收频率结束逐次变化之后(图3(C))，对微控制器的PWM输出进行控制，使控制电路9输出接收灵敏度为最大值的、在该内部存储器中存储的控制电压(图3(D))。图3表示此时的接收灵敏度电压和控制电压的时间变化的一例。关于这些一连串的控制，将程序读入到微控制器10的内置闪速存储器中并执行，由此可以接收所要求的接收频率的电波。
此外，当手接近接收装置的可调谐天线1附近时，天线的共振频率一般发生变化，多数情况下降低。此时，在可调谐天线1的接收信号输出端子输出灵敏度恶化的信号，所以在调谐器14的接收灵敏度电压输出端子15输出比手接触之前低的电压。当微控制器10的AD转换器输入端子13探测到该情况时，为了再次决定可以以最大灵敏度进行接收的控制电压，执行相同的程序。结果，更新为手接触状态下的最佳的控制电压，继续进行接收。因此，如果是本发明的接收电路，即使手接触可调谐天线，也抑制接收灵敏度的恶化。
此外，在变更了接收的频道的情况下，因为接收灵敏度电压下降，所以通过执行相同的程序自动地更新为希望的接收频道的频率。其原因是接收灵敏度电压是仅对应调谐器14选择·解调的频道的接收信号的接收灵敏度来进行输出的。而且，即使由于大量生产时的制造波动而个体的控制电压不同，由于微控制器10的程序进行其修正，所以对接收特性完全没有影响。
图8表示使用现有技术的调谐型天线的接收装置的结构。与图1本发明一实施例的不同点在于代替控制电路9具备DA转换器19，该DA转换器19通过DA转换器频道数据输入端子20获得来自主控制单元17的频道信息。该获得的频道信息是预先写入主控制单元17内的存储器的、与各个频道对应的数字信息，通过DA转换器19将其转换为模拟控制电压，并提供给可调谐天线1的控制电压端子7。在本现有的技术中，可调谐天线1周边的环境发生变化，该可调谐天线1的特性发生变化，结果调谐器14的接收灵敏度发生变化也无法修正该恶化。另一方面，根据图1所示的本发明的一实施例的结构，即使存在手的影响、大量生产的波动等以往引起可调谐天线1的接收灵敏度的恶化的原因，通过微控制器10进行自动控制也可以始终实现良好的接收特性，结果，可以实现高灵敏度的接收电路。
(实施例2)使用图4、图5来说明本发明第二实施例。图4是在本发明中微控制器10执行的自动控制算法的流程图。图5表示本发明中的控制电压的时间变化以及控制电压和接收灵敏度电压的关系。在本发明中，使用与实施例1相同的图1的电路结构。但是，微控制器10执行的自动控制的程序执行基于图4所示的流程图的算法。如图4所示，在微控制器10的AD转换器输入13读入调谐器14输出的接收灵敏度电压，之后，使微控制器10的PWM输出端子12输出的PWM输出变化，来使控制信号电压变化，由此，对可变电容二极管4施加的电压发生变化，共振频率发生变化。结果，可调谐天线的接收信号变化，调谐器14接收的接收信号也发生变化。此时，微控制器10读入更新后的AD转换器输入端子读入的接收灵敏度电压，评价该值在增加还是在减少。如果接收灵敏度电压在减少，反转控制电压变化的方向，即在控制电压在增加时变更为减少，在减少时变更为增加。通过反复进行这样的操作，自动地控制为在可调谐天线1的控制电压输入端子7施加接收灵敏度电压为最大的控制电压。若通过图5进行说明，则如图所示，A→B→C→D→E→F→G地移动，变化到得到最大接收灵敏度电压的控制电压。
根据本发明，与实施例1相比，因为控制电压的变化方向在正负两个方向上进行控制，所以达到最佳控制电压的时间短。由此，即使接收灵敏度恶化，也可以高速地恢复接收灵敏度，在进行电视接收时，可以没有应力地视听图像。
此外，在接收灵敏度电压低，最佳控制电压还较小时，增大控制电压的变化量，在每次反转控制电压变化的方向时，或者每次接收灵敏度电压变大时，减小控制电压的变化量，由此可以更加高速地达到最佳控制电压。
(实施例3)使用图6以及图7对本发明第3实施例进行说明。图6是在本发明中微控制器10执行的自动控制算法的流程图。图7表示本发明中的接收灵敏度电压的时间变化。在本发明中，使用与实施例1相同的图1的电路结构。但是，微控制器10执行的自动控制的程序执行基于图6所示的流程图的算法。如图6或图7(a)所示，微控制器10通过AD转换器输入13读入调谐器14输出的接收灵敏度电压，在该值在三次中两次以上成为基准值以上时，无需使控制电压变化，继续监视接收灵敏度电压。另一方面，如图6以及图7(b)所示，在接收灵敏度电压在三次中只有一次以下是超过基准值时，使微控制器10的PWM输出端子12输出的PWM输出变化，来使对可变电容二极管4施加的电压变化，使共振频率变化，开始搜索可调谐天线的最佳接收状态的控制。
在实施例1、2中，针对突发的接收灵敏度电压的下降，微控制器10立刻进行反应，开始搜索最佳控制电压的算法。在执行搜索最佳控制电压的算法的过程中间，无法避免暂时的灵敏度的下降。根据本发明，与实施例1、2相比，针对突发的接收灵敏度的降低，因为微控制器10没有立刻开始搜索最佳控制电压的算法，所以接收灵敏度恶化的时间短，在进行电视接收时，可以没有应力地视听图像。
权利要求
1.一种附带频率自动修正功能的可调谐接收装置，其特征在于，由通过可变电容单元控制共振频率的可调谐天线；具有可以输出与接收灵敏度有关的控制信号即接收灵敏度信号的功能的调谐器；和对该接收灵敏度信号进行处理来控制可变电容单元的控制电路构成，通过该控制电路自动控制可变电容单元以使接收灵敏度为最佳。
2.根据权利要求1所述的附带频率自动修正功能的可调谐接收装置，其特征在于，该调谐器输出的接收灵敏度信号仅与在接收装置外部选择出的应该接收的频带的信号的接收灵敏度具有关系，与没有选择的频带的信号的接收灵敏度没有关系。
3.根据权利要求1或2所述的附带频率自动修正功能的可调谐接收装置，其特征在于，该调谐器输出的接收灵敏度信号随着接收灵敏度的增加，单调增加或者单调减少地输出。
4.根据权利要求1或2或3所述的附带频率自动修正功能的可调谐接收装置，其特征在于，对该接收灵敏度信号进行处理来控制可变电容单元的控制电路至少具备一个以上的直流的控制电压输出，通过该控制电压来控制可变电容单元。
5.根据权利要求1、2、3、4的任意一项所述的附带频率自动修正功能的可调谐接收装置，其特征在于，在控制该可变电容单元的控制电路中只安装了对调谐器输出的接收灵敏度信号进行处理的程序。
6.根据权利要求4或5所述的附带频率自动修正功能的可调谐接收装置，其特征在于，对该接收灵敏度信号进行处理来控制可变电容单元的控制电路由具有PWM(Pulse Width Modulation)电路的微控制器、包含电阻元件和电容元件的平滑电路构成，微控制器控制PWM输出的脉冲宽度，根据该PWM的输出来控制可变电容单元。
7.根据权利要求4或5所述的附带频率自动修正功能的可调谐接收装置，其特征在于，对该接收灵敏度信号进行处理来控制可变电容单元的控制电路是具有A/D(Analog/digital)转换器的微控制器，微控制器通过对A/D转换器读入的接收灵敏度进行处理，来控制可变电容单元。
8.根据权利要求6或7所述的附带频率自动修正功能的可调谐接收装置，其特征在于，该微处理器具有存储器，并具有以下的功能监视接收灵敏度信号，在接收灵敏度的下降在某规定值以上时，使控制可变电容单元的控制电压逐次变化，并暂时存储接收灵敏度最大的控制电压，在逐次变化结束之后，自动设定为接收灵敏度为最大的控制电压。
9.根据权利要求6、7、8的任意一项所述的附带频率自动修正功能的可调谐接收装置，其特征在于，在该微控制器中具有以下的功能使控制可变电容单元的控制电压逐次变化，对于控制电压的逐次变化，在接收灵敏度增加时，使控制电压的逐次变化在相同的方向上继续进行，在接收灵敏度减少时，使控制电压的逐次变化的方向反转，通过反复进行该方向的反转，自动地设定为接收灵敏度最大的控制电压。
10.根据权利要求9所述的附带频率自动修正功能的可调谐接收装置，其特征在于，在该微控制器中具有以下的功能监视与接收灵敏度有关的控制信号，在接收灵敏度的下降在某规定值以上时，增大控制可变电容单元的控制电压逐次变化的变化量，对应接收灵敏度的增加，减小控制电压逐次变化的变化量，通过反复该变化量的增大和减小，高速地自动设定为接收灵敏度最大的控制电压。
11.根据权利要求9或10所述的附带频率自动修正功能的可调谐接收装置，其特征在于，在该微控制器中具有以下的功能监视接收灵敏度信号，来计量在取得了接收灵敏度的次数内，接收灵敏度的下降在某规定值以上的次数为几次，仅在检测的结果表明接收灵敏度下降了的次数在某规定次数以上时，增大控制灵敏度可变电容单元的控制电压的逐次变化的变化量，仅在需要时执行可变电容变化的逐次变化。
全文摘要
在可以携带的无线终端中，为了提高使用者的便利性，期望使用内置天线来实现广播电波或无线通信的接收。在具备调谐器以及可调谐天线的接收装置中具有以下的结构从调谐器输出与接收灵敏度有关的控制信号，输入给使用了微控制器等的控制电路，可以自动地控制施加给参照该信号使可调谐天线的共振频率变化的调谐电路的控制电压，始终自动地输出最佳的控制电压。
文档编号H04B1/40GK101034906SQ20071008615
公开日2007年9月12日 申请日期2007年3月5日 优先权日2006年3月7日
发明者杉山刚博, 武井健 申请人:日立电线株式会社