CN1239859A - 双频带天线共用器 - Google Patents

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Abstract

本发明可实现小型、重量轻、低成本并可延长等待接收时间的双频带天线共用器。它包括发射侧滤波器(1、4)，接收侧滤波器(13、14)和电子开关(11)，其特征在于，所述发射侧滤波器配有第一与第二低通滤波器，这些低通滤波器内的一个端子通过电子开关(2、5)并联连接，而所述接收侧滤波器配有与第一与第二带通滤波器，这些带通滤波器内的一方端子相互并联连接，所述发射侧滤波器和所述接收侧滤波器的各个并联端子侧通过发射接收切换的电子开关(11)与天线端子(19)连接。

Description

双频带天线共用器
本发明涉及在移动无线通信机中使用的天线共用器，特别涉及与带有两个不同频率的通信系统对应的双频带天线共用器。
已知在发射机和接收机中共用一个天线的装置。将这种装置称为发射接收共用器、发射接收转换器、天线共用器或天线收发转换开关。
天线收发转换开关由与发射电路连接的发射侧滤波器和与接收电路连接的接收侧滤波器组成，将前者的滤波器输出端子和后者的滤波器输入端子共同与天线端子连接。一般来说，发射侧滤波器要求低插入损失，由带阻滤波器构成，所说的带阻滤波器在接收频带具有阻塞衰减量，同时具有用以除去2倍、3倍的高谐波分量的衰减量。带阻滤波器大多由电介质谐振器、线圈和电容器构成。
此外，由带通滤波器构成接收侧滤波器，所说的带通滤波器在发射频带具有阻塞衰减量同时具有用以除去本振频率、镜象频率中的寄生频率。带通滤波器大多由电介质谐振器、线圈和电容器构成。
为了与不同频率形式的通信系统对应，即与双频带系统对应，可采用配有两个发射接收电路的移动式无线机。这种情况下，为了把各自的发射接收电路与天线端子连接，必须有分别与两个发射接收电路连接的两个天线收发转换开关和使这两个天线收发转换开关交替地与天线端子连接的开关。
图7表示这种以往的双频带天线共用器的结构。参照图7，第一通信系统的发射接收电路的天线共用器即天线收发转换开关51的天线连接端子52和与第二系统对应的天线收发转换开关53的天线连接端子54分别与开关55固定端子57a和57b连接。开关接点55有随着与固定端子57a和57b有选择地连接而与天线端子58连接的共用端子56，在利用第一系统的情况下，开关55可进行切换，以便共用端子56与固定端子57a连接。同样，在使用第二系统的情况下，可进行切换，以便开关55的端子56与端子57b连接。
而且，符号59、61是两个发射接收电路各自的发射侧端子，而符号60、62是接收侧端子。
由PIN二极管和MMIC等构成开关55，按ON/OFF进行3V/5mA左右的电源供给切换。在使两个系统等待接收接受信号中，必须按某个时序交替地持续切换开关。
图8是表示一般的天线共用器的频率特性的图。图8中，曲线71表示发射侧的频率特性，而曲线72表示接收侧的频率特性。
在以往的双频带天线共用器中，存在因使用两个单频带天线共用器而使形状变大的问题。
此外，为了防止接收信号的串入，如果使用增大阻塞带宽中衰减量的带阻滤波器，那么插入损失变大，如果要确保必要的发射功率，那么存在因功率放大器中的消耗功率增大而使电池寿命变短的问题。
而且，一般来说，利用电源供给的ON/OFF切换开关。在两个系统等待接收时，由于必须按某个时序交替地进行开关，所以即使在接收状态下，也必须持续供给电源。因此，存在电池的电力消耗量增加，等待接收的时间变短的问题。
鉴于这些问题，本发明的技术课题在于提供一种使天线共用器小型、重量轻、低成本化和等待接收时间长的双频带天线共用器。
按照本发明，提供一种天线共用器，该天线共用器包括发射侧滤波器，接收侧滤波器和将发射侧滤波器和接收侧滤波器有选择地与天线端子连接的电子开关，其特征在于，所述发射侧滤波器配有与第一发射频率对应的低通滤波器和与第二发射频率对应的低通滤波器，这些低通滤波器内的一个端子通过使RF信号ON/OFF的电子开关并联连接，而所述接收侧滤波器配有与第一接收频率对应的带通滤波器和与第二接收频率对应的带通滤波器，这些带通滤波器内的一方端子相互并联连接，所述发射侧滤波器和所述接收侧滤波器的各个并联端子侧通过发射接收切换用的电子开关与天线端子连接。
此外，按照本发明，提供一种天线共用器，其特征在于，在所述双频带天线共用器中，由PIN二极管和MMIC内的至少一种构成所述切换电子开关，在不供给外部电源时可将所述接受滤波器部分切换成与所述天线端子连接的状态。
图1是表示本发明第一实施例的双频带天线共用器的方框图。
图2是表示本发明第二实施例的双频带天线共用器的方框图。
图3(a)是表示本发明的GSM发射侧滤波器的通过频率特性一例的图，图3(b)是表示本发明的GSM发射侧滤波器的隔离特性一例的图。
图4(a)是表示本发明的DCS发射侧滤波器的通过频率特性一例的图，图4(b)是表示本发明的DCS发射侧滤波器的隔离特性一例的图。
图5是表示本发明的GSM接收侧滤波器的通过频率特性一例的图。
图6是表示本发明的DCS接收侧滤波器的通过频率特性一例的图。
图7是表示以往的双频带天线共用器一结构例的图。
图8是表示作为与以往的单频带对应的天线共用器的天线收发转换开关的频率特性一例的图。
下面，参照附图说明本发明的实施例。
图1是表示本发明第一实施例的天线共用器的图。图1所示的天线共用器10是与GSM(Grobal system for mobile communiction)和DCS(Digital cellular system)两个通信系统对应的双频带天线共用器。
作为GSM发射滤波器的低通滤波器1与用于使RF信号ON/OFF的第一开关2的端子3连接。此外，作为DCS发射滤波器的低通滤波器4与用于使RF信号ON/OFF的第二开关5的端子6连接。第一开关2的另一端子8和第二开关5的另一端子9相互并联连接，并与用于切换发射接收的第三开关11的端子12连接。此外，作为GSM的接收滤波器的带通滤波器13的一个端子15和作为DCS的接收滤波器的带通滤波器14的一个端子16相互并联连接，并与第三开关11的另一个端子17连接。
此外，在第三开关11的共用端子18中，配有用于连接天线21的天线端子19。在GSM发射时，第一开关2的端子3和端子8连接，此外，第三开关11的端子12和端子18连接。
由于第二开关5的端子6和端子9以及第三开关11的端子18和端子17变为断开状态，所以GSM的发射信号不会串入DCS发射电路方24。当然，也不会传送给该GSM和DCS的接收电路方26和27。为了不串入接收电路，作为GSM发射滤波器1，由于仅除去发射频率的2倍、3倍的高谐波成分就可以，所以可以用低通滤波器来构成。
由于该低通滤波器在通过带宽附近的接受频带附近未形成阻塞衰减量，所以与带阻滤波器相比，插入损失小。
因此，与以往的使用两个天线收发转换开关器的双频带天线共用器相比，由于GSM发射滤波器1的插入损失小，因而发射功率损失小，可延长电池寿命。
此外，该低通滤波器大多由线圈、电容器构成，由于不需要带阻滤波器那样的电介质谐振器，所以可以按比以往更小型化且便宜的价格制作GSM发射滤波器1。
与DCS发射时一样，第二开关5的端子6和端子9以及第三开关11的端子12和18分别变成连接状态，使第一开关2的端子3和端子8以及第三开关11的端子18和端子17断开。
DCS发射滤波器4由比带阻滤波器插入损失小的低通滤波器构成，附加在GSM发射滤波器1上，与上述情况相同。
GSM、DCS接收时，第三开关11的共用端子18和端子17连接，使第一开关3的端子3和端子8以及第二开关5的端子6和端子9断开。开关电路11由PIN二极管和MMIC等构成。
图2是表示第二实施例的天线共用器的方框图。第二实施例的天线共用器表示在第一实施例的天线共用器的开关元件2、5和11中使用PIN二极管情况的一例。参照图2，配有用于使电流在三个PIN二极管31、32、33、λ/4相位器20和PIN二极管中流动的控制端子34、35。再有，PIN二极管33的一端被接地。
例如，在GSM发射时的情况下，如果在控制端子34上供给3V/5mA左右的电压和电流，那么PIN二极管31的电阻减小，变成与图1所示的端子3与端子8连接时的状态相同的状态。此外，由于PIN二极管33的电阻也减小，λ/4相位器20的阻抗上升，所以在图1中变为端子12与端子18连接，端子18和端子17处于断开的状态相同的状态。因此，GSM发射信号从GSM(TX)端子23流向天线端子19。其它情况下的动作就不必说明了。
图3(a)、图3(b)是表示本发明的双频带天线共用器的GSM发射侧滤波器1的通过频率特性和隔离特性的图。
DCS发射时，如果从控制端子35供给电压/电流，那么从DCS发射端子24流向天线端子19的电流与用GSM发射时所述的情况相同。
图4(a)、图4(b)是表示DCS发射侧滤波器4的通过频率特性和隔离特性的图。
在接收情况下，在控制端子34、35上不必供给电压/电流。在该情况下，由于PIN二极管31、32、33的电阻大，所以在图1中，第一开关的端子3和端子8以及第二开关的端子6和端子9变成相同的断开状态。此外，由于PIN二极管33的电阻也大，所以λ/4相位器20仅单独转动相位，变成与图1中第三开关11的端子18与端子17连接的状态相同的状态。
图5是表示GSM的接收侧滤波器13的频率特性的图。由于GSM带通滤波器13在作为DCS通过带宽的1800MHz附近处于衰减区域，所以GSM接收信号不会串入DCS接收电路方27。
图6是表示DCS的接收侧滤波器14的频率特性的图。与GSM接收所用的带通滤波器13一样，由于DCS接收用的带通滤波器14在作为GSM通过带宽的900MHz附近处于衰减区域，所以DCS接收信号不会串入GSM接收电路方26。因此，由天线端子19输入的GSM信号向GSM接收端子26传送，而DCS信号则向DCS接收端子27传送。这样，通过将PIN二极管和λ/4相位器20进行组合，可以构成按控制电压/电流的ON/OFF进行切替的开关结构。在下面的表1中示出逻辑表。
 TX(GSM)-ANT   TX(DCS)-ANT   ANT-RX(GSM，DCS)
控制端子34     H     L     L
控制端子35     L     H     L
H：3V/5mA，L：OV/OmA
在以上所述的本发明实施例的结构中，由于GMS和DCS的接收滤波器并联连接，所以可以同时等待接收两个系统，即使不供给电压/电流，仍通过将变为直通状态侧的开关端子与接收滤波器侧连接，就可以消除因等待接收的开关造成的电力消耗。因此，与按照以往结构在双频带上使用两个天线收发转换开关的情况相比，可以大幅度地增加等待接收时间。
从以上论述中可知，在本发明中，由于在双频带用的各个发射滤波器中使用低通滤波器，将这些低通滤波器做成与作为接收滤波器并联连接的两个带通滤波器，通过选择开关有选择地与天线端子连接的结构，所以与以往结构相比，可以实现发射滤波器的插入损失小，等待接收时间长，小型、重量轻且价格便宜的双频带天线共用器。

Claims (2)

1.一种双频带天线共用器，该天线共用器包括发射侧滤波器，接收侧滤波器和将发射侧滤波器及接收侧滤波器有选择地与天线端子连接的电子开关，其特征在于，所述发射侧滤波器配有与第一发射频率对应的低通滤波器和与第二发射频率对应的低通滤波器，这些低通滤波器内的一个端子通过使RF信号ON/OFF的电子开关被并联连接，而所述接收侧滤波器配有与第一接收频率对应的带通滤波器和与第二接收频率对应的带通滤波器，这些带通滤波器内的一方端子相互并联连接，所述发射侧滤波器和所述接收侧滤波器的各个并联端子侧通过发射接收切换的电子开关与天线端子连接。
2.如权利要求1所述的双频带天线共用器，其特征在于，由PIN二极管和MMIC内的至少一种构成所述切换电子开关，在不供给外部电源时可将所述接受滤波器部分切换成与所述天线端子连接的状态。
CN99109267A 1998-06-11 1999-06-11 双频带天线共用器 Pending CN1239859A (zh)

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