CN1689194A

CN1689194A - 天线设备

Info

Publication number: CN1689194A
Application number: CN03823895.0A
Authority: CN
Inventors: 小岛范治; 渡边秀树
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2002-10-07
Filing date: 2003-08-28
Publication date: 2005-10-26
Also published as: EP1551080A1; EP1551080A4; US7142824B2; JP2004129143A; JP3672196B2; WO2004032283A1; US20050277387A1; AU2003264345A1

Abstract

本发明提供了处理多个无线通信系统和多个频带、能够同时进行不同无线通信系统的接收和发送、并使用天线分集的简单配置的天线设备。天线设备包括：与第一、第二、和第三频带匹配的第一天线(1)、与第三频带匹配的第二天线(2)、和双工器(3)。对于第一频带的信号，高频切换电路(4)切换发送器(8)或接收器(7)，并将它与双工器(3)连接。对于第二频带的信号，高频切换电路(5)切换接收器(9)或发送器(10)，并将它与双工器(3)连接。对于第三频带的信号，高频切换电路(5)和高频切换电路(6)切换第二天线(2)或双工器(3)，并将它与发送器/接收器(11)连接。

Description

天线设备

技术领域

本发明涉及用于移动通信和能够与多个频带和多种调制方案相对应的天线设备。

背景技术

近年来，在以移动电话系统为代表的移动通信系统中，第一代的模拟调制方案已经逐渐过渡到第二代的数字调制方案，并且继续过渡到实现高数据传输速率并可以全球无缝使用的第三代。

并且，在代与代之间的过渡时期内，除了各个现存的无线通信系统之外，可以与新无线通信系统相对应的多模式或多频带无线通信设备是必不可少的。此外，在这样的无线通信设备中，需要可以与多个频带相对应的天线设备。

例如，作为可以与多个频带相对应的天线设备，如JP-A-2001-285122(专利文件1)所示的天线设备是已知的。这种现有天线设备配有双工器(diplexer)和4-端口高频切换器，双工器将通过天线接收的接收信号分类(sort)为与在频率方面不同的DCS(数字蜂窝系统)系统和GSM(全球移动通信系统)系统相对应的通信系统，4-端口高频切换器将每个通信系统分成发送部分和接收部分，它通过减少移动通信设备的部件数量，缩小电路尺寸。

另外，作为另一种天线设备，利用高频带高频切换器将电源简单切换到频带数目等于应用设备的相应频率的数目的多频带天线的天线设备也得到考虑。

专利文件1

JP-A-2001-285122(第3页，图1)

但是，传统天线设备存在如下问题，需要加以改进。也就是说，在将使用新频带、并且还使用天线分集(diversity)的系统加入不使用天线分集的现存无线通信系统中的情况下，需要天线设备与传统频带和新频带两者相对应，并且还与分集相对应。但是，如果在传统方案下考虑上述对应性，譬如，为每种无线通信系统都准备一种天线，这会妨碍对于移动通信系统中的移动终端设备来说非常重要的小型化和轻型化。

另外，在将新无线通信系统和频带加入传统模型中的情况下，例如，在将第三代移动电话系统与第二代移动电话系统融合的情况下，必须对传统天线元件和天线电路作重大修改。

本发明就是为了解决上述问题而作出的，本发明的目的是用简单结构来提供与多个无线通信系统和多个频带，譬如两个无线通信系统和三个频带，相对应、可以同时进行不同无线通信系统的接收和发送、并能够使用天线分集的天线设备。

发明内容

本发明的天线设备包括：与第一、第二、和第三频带匹配的第一天线；与第三频带匹配的第二天线；双工器，用于将从第一天线接收的信号分配为第一频带的信号和第二和第三频带的信号；第一切换单元，用于选择发送第一频带的信号的第一发送器或接收第一频带的信号的第一接收器，并用于将其与双工器相连接；第二切换单元，用于选择接收第二频带的信号的第二接收器或发送第二频带的信号的第二发送器，并用于将其与双工器相连接；和第三切换单元，用于选择第二天线或双工器，并用于将其与发送和接收第三频带的信号的发送器/接收器相连接。

在上述结构中，从与第一、第二、和第三频带匹配的第一天线接收的信号由双工器分配为第一频带的信号和第二和第三频带的信号。对于第一频带的信号，第一切换单元选择第一接收器或第一发送器，并将其与双工器相连接。另外，对于第二频带的信号，第二切换单元选择第二接收器或第二发送器并将其与双工器相连接。对于第三频带的信号，第三切换单元选择第二天线或双工器并将其与发送器/接收器相连接。从而，可以用简单结构来提供与两个无线通信系统和三个频带相对应、可以同时进行不同无线通信系统的接收和发送、并能够使用天线分集的天线设备。也就是说，无需作重大修改就可以实现由第一和第二频带的双频带单模式天线系统和第三频带的单模式天线系统组成的与三个频带相对应的两个天线系统。另外，可以同时进行第一频带的信号接收和第三频带的信号发送。此外，对于第三频带的信号，可以简单地提供能够使用天线分集的天线设备。

另外，天线设备的特征在于配有天线切换连接器，天线切换连接器配备在第一天线和双工器之间，并且当连上外部天线时，将外部天线与双工器相连接而取代第一天线。

根据上述结构，可以提供能够使用取代第一天线的外部天线的与三个频带相对应的双模式/多频带天线设备。

另外，天线设备的特征在于配有至少在第一切换单元和第一发送器之间或在第二切换单元和第二发送器之间的低通滤波器。

根据上述结构，可以提供能够发送其较高谐波成份已经减小了的发送信号的发送波的、与三个频带相对应的双模式/多频带天线设备。

另外，天线设备的特征在于第一频带的信号是GSM方案中900MHz频带的信号；第二频带的信号是DCS方案中1800MHz频带的信号；第三频带的信号是WCDMA(宽带码分多址)方案中2GHz频带的信号。

根据上述结构，无需作重大修改就可以实现由GSM900/DCS1800双频带单模式天线系统和WCDMA天线系统组成的与900MHz/1800MHz/2GHz三个频带相对应的两个天线系统。

此外，天线设备的特征在于第一天线还与第四频带匹配；双工器将信号分配为第一频带的信号和第二、第三、和第四频带的信号；第二切换单元选择接收第二频带的信号的第二接收器、接收第四频带的信号的第四接收器、或发送第二或第四频带的信号的第四发送器，并将其与双工器相连接。

根据上述结构，可以用简单结构来提供与两个无线通信系统和四个频带相对应、可以同时进行不同无线通信系统的接收和发送、并能够使用天线分集的天线设备。也就是说，无需作重大修改就可以实现由第一、第二和第四频带的三频带单模式天线系统和第三频带的单模式天线系统组成的与四个频带相对应的两个天线系统。另外，可以同时进行第一频带的信号接收和第三频带的信号发送。此外，对于第三频带的信号，可以简单地提供能够使用天线分集的天线设备。

另外，天线设备的特征在于配有天线切换连接器，天线切换连接器配备在与第一到第四频带匹配的第一天线和双工器之间，并且当连上外部天线时，将外部天线与双工器相连接而取代第一天线。

根据上述结构，可以提供能够使用取代第一天线的外部天线的与四个频带相对应的双模式/多频带天线设备。

另外，天线设备的特征在于配有至少在第一切换单元和第一发送器之间或在第二切换单元和第四发送器之间的低通滤波器。

根据上述结构，可以提供能够发送其较高谐波成份已经减小了的发送信号的发送波的、与四个频带相对应的双模式/多频带天线设备。

另外，天线设备的特征在于第一频带的信号是GSM方案中900MHz频带的信号；第二频带的信号是DCS方案中1800MHz频带的信号；第三频带的信号是WCDMA方案中2GHz频带的信号；第四频带的信号是PCS方案中1900MHz频带的信号

根据上述结构，无需作重大修改就可以实现由GSM900/DCS1800/PCS1900三频带单模式天线系统和WCDMA天线系统组成的与900MHz/1800MHz/1900MHz/2GHz四个频带相对应的两个天线系统。

另外，天线设备的特征在于配有控制器，如果控制器检测到外部天线已经连在天线切换连接器上，则控制器切换第三切换单元，以便将发送器/接收器与双工器相连接，并通过外部天线发送和接收第三频带的信号。

根据上述结构，可以同时进行第一频带的信号接收和第三频带的信号发送。另外，对于第三频带的信号，可以使用天线分集。此外，可以简单地提供允许只使用外部天线而不使用第一天线和第二天线的双模式/多频带天线设备。

附图说明

图1是示出应用了本发明第一实施例的天线设备的无线通信设备的结构的方块图；

图2是示出应用了本发明第二实施例的天线设备的无线通信设备的结构的方块图；

图3是示出应用了本发明第三实施例的天线设备的无线通信设备的结构的方块图；

图4是示出应用了本发明第四实施例的天线设备的无线通信设备的结构的方块图；

图5是示出应用了本发明第五实施例的天线设备的无线通信设备的结构的方块图；

图6是示出应用了本发明第六实施例的天线设备的无线通信设备的结构的方块图；

图7是示出应用了本发明第七实施例的天线设备的无线通信设备的结构的方块图；

图8是示出应用了本发明第八实施例的天线设备的无线通信设备的结构的方块图；和

图9是示出应用了本发明第九实施例的天线设备的无线通信设备的结构的方块图。

这里，在图中的标号当中，1和20表示第一天线，2表示第二天线，3和21表示双工器，4表示第一高频切换电路，5和22表示第二高频切换电路，6表示第三高频切换电路，7表示第一频率接收器，8表示第一频率发送器，9表示第二频率接收器，10表示第二频率发送器，11表示第三频率发送器/接收器，12和28表示天线切换连接器，13、14和25表示低通滤波器，15表示GSM900接收器，16表示GSM发送器，17表示DCS1800接收器，18表示DCS1800发送器，19表示WCDMA发送器/接收器，23表示第四频率接收器，24表示第二/第四频率发送器，26表示PCS1900接收器，27表示DCS1800/PCS1900接收器，30表示控制部分。

具体实施方式

下面参照附图描述本发明的实施例。

本发明的天线设备应用于诸如移动通信系统的移动终端设备之类的无线通信设备。

(第一实施例)

图1是示出应用了第一实施例的天线设备的无线通信设备的结构的方块图。这个无线通信设备包括第一天线1、第二天线2、双工器3、第一高频切换电路4、第二高频切换电路5、第三高频切换电路6、第一频率接收器7、第一频率发送器8、第二频率接收器9、第二频率发送器10、和第三频率发送器/接收器11。第一实施例的天线设备是通过包括第一天线1、第二天线2、双工器3、第一高频切换电路4、第二高频切换电路5、第三高频切换电路6构成的。

第一天线1与第一、第二、和第三频带匹配。第二天线2与第三频带匹配。双工器3将来自第一天线1的信号分配为第一频带的信号和第二和第三频带的信号。

第一高频切换电路4(等效于在权利要求书中所述的第一切换单元)用于切换第一频率接收器7或第一频率发送器8与双工器3之间的连接，当双工器3与第一频率接收器7连接时，将来自双工器3的第一频带的信号发送到接收器7，当双工器3与第一频率发送器8连接时，将来自发送器8的第一频带的信号发送到双工器3。

第二高频切换电路5(包括在权利要求书中所述的第二切换单元和第三切换单元的一部分)用于切换第二频率接收器9、第二频率发送器10、或第三高频切换电路6与双工器3之间的连接，当双工器3与第二频率接收器9连接时，将来自双工器3的第二和第三频带的信号发送到接收器9，当双工器3与第二频率发送器10连接时，将来自发送器10的第二频带的信号发送到双工器3。

第三高频切换电路6(等效于在权利要求书中所述的第三切换单元的一部分)用于切换第二天线2或第二高频切换电路5与第三频率发送器/接收器11之间的连接，当第三频率发送器/接收器11与第二天线2连接时，发送在第三频率发送器/接收器11和第二天线2之间发送和接收的第三频带的信号。另外，当双工器3通过第二高频切换电路5和第三高频切换电路6与第三频率发送器/接收器11连接时，在第一天线1和第三频率发送器/接收器11之间发送第三频带的信号。

这里，第一、第二、和第三高频切换电路在它们的切换操作方面受未示出的控制部分控制，并根据发送/接收的适当天线、频率、和鉴别切换。上述情况也适用于如下实施例。

这样，通过使用第二高频切换电路5和第三高频切换电路6，第一实施例的天线设备构成第一和第二频带中的双频带单模式天线系统和第三频带中的单模式天线系统。

下面将示出具有上述结构的天线设备的操作。在第一天线1接收第一频带的信号的情况下，高频信号由双工器3滤波，第一频带的信号到达第一高频切换电路4。当第一频率接收器7通过第一高频切换电路4与双工器3连接时，第一频带的信号被发送到第一频率接收器7。另一方面，在从第一频率发送器8发送第一频带的信号的情况下，双工器3和第一频率发送器8通过第一高频切换电路4连接在一起，并且，在发送期间，通过双工器3从第一天线3辐射第一频带的信号。

另外，在第一天线1接收第二频带的信号的情况下，信号被双工器3滤波成包括第二和第三频带的信号的高频信号，并且到达第二高频切换电路5。当第二频率接收器9通过第二高频切换电路5与双工器3连接时，第二频带的信号被发送到第二频率接收器9。另一方面，在从第二频率发送器10发送第二频带的信号的情况下，双工器3和第二频率发送器10通过第二高频切换电路5连接在一起，并且，在发送期间，通过双工器3从第一天线1辐射第二频带的信号。

另外，在发送和接收第三频带的信号的情况下，可以选择第一天线1或第二天线2来发送和接收。在发送和接收第三频带的信号的情况下，双工器3通过第二高频切换电路5与第三高频切换电路6相连接，并且，当第二高频切换电路5和第三频率发送器/接收器11通过第三高频切换电路6连接在一起时，在第一天线1和第三频率发送器/接收器11之间发送第三频带的信号。于是，第一天线1接收的信号被双工器3滤波成包括第二和第三频带的信号的高频信号，到达第二高频切换电路5，并被发送到第三频率发送器/接收器11。

另一方面，在第二天线2发送和接收第三频带的信号的情况下，第二天线2和第三频率发送器/接收器11通过第三高频切换电路6连接在一起，在第二天线2和第三频率发送器/接收器11之间发送第三频带的信号。

这样，在发送和接收第三频带的信号的情况下，实现了根据各个天线的发送和接收效率切换适当天线的天线分集。

另外，在同时进行第一频带的信号接收和第三频带的信号发送的情况下，这可以通过两种方法来实现。其中之一是通过第二天线2发送第三频带的信号和通过第一天线1接收第一频带的信号的方法。另一种是只通过第一天线1发送第三频带的信号和接收第一频带的信号的方法。

这样，根据第一实施例的天线设备，无需对传统设备作重大修改就可以实现由第一和第二频带的双频带单模式天线系统和第三频带的单模式天线系统组成的、与三个频带相对应的两个天线系统。此外，可以同时进行第一频带的信号接收和第三频带的信号发送。另外，对于第三频带的信号，可以简单地提供能够实现天线分集功能的双模式/多频带天线设备。

(第二实施例)

图2是示出应用了第二实施例的天线设备的无线通信设备的结构的方块图。由于第二实施例的天线设备几乎与第一实施例的天线设备具有相同的结构，与第一实施例的那些相同的标号用于相同的部件，因此省略对它们的描述，这里只给出对不同部件的描述。

也就是说，第二实施例的天线设备含有天线切换连接器12，除了这个天线切换连接器之外的其它结构和操作都与第一实施例的那些相同。对于天线切换连接器12，自由地连上与外部天线连接的电缆插头(未示出)，天线连接器12切换连接，以便当连上这个电缆插头时，连接外部天线和双工器3，当没有连上电缆插头时，连接第一天线1和双工器3。

在这个天线设备中，第一频率接收器7接收由第一天线1接收的第一频带的信号，并从第一频率发送器8发送第一频带的信号。另外，第二频率接收器9接收第二频带的信号，并从第二频率发送器10发送第二频带的信号。此外，在第三高频切换电路6已经选择了第二高频切换电路5的情况下，即，在第三高频切换电路6已经选择了第一天线1的情况下，可以通过第一天线1或连在天线切换连接器12上的外部天线通信来自第三频率发送器/接收器11的第三频带的信号。

这样，根据第二实施例的天线设备，无需作重大修改就可以实现由传统双频带单模式天线系统和第三频带的单模式天线系统组成的与三个频带相对应的两个天线系统。此外，可以同时进行第一频带的信号接收和第三频带的信号发送。另外，对于第三频带，实现了天线分集。此外，可以简单地提供能够使用取代第一天线1的外部天线的双模式/多频带天线设备。

(第三实施例)

图3是示出应用了第三实施例的天线设备的无线通信设备的结构的方块图。除了具有与第一实施例相同的结构之外，第三实施例的天线设备在发送第一频带的信号的第一频率发送器8的输出侧和在发送第二频带的信号的第二频率发送器10的输出侧配有抑制它们各自的较高谐波的低通滤波器13和14。除了这些低通滤波器13和14之外的其它结构和操作与第一实施例的那些相同。

也就是说，由于从第一天线发送第一频率发送器8的输出信号和第二频率发送器10的输出信号，同时抑制它们各自的较高谐波成份，对于第一频带和第二频带的发送信号，可以提供发送其较高谐波成份已经减小了的信号的天线设备。

这样，根据第三实施例，无需作重大修改就可以实现由传统双频带单模式天线系统和第三频带的单模式天线系统组成的与三个频带相对应的两个天线系统。此外，可以同时进行第一频带的信号接收和第三频带的信号发送。此外，对于第三频带，实现了天线分集。另外，对于第一频带和第二频带，可以简单地提供能够发送其较高谐波已经减小了的信号的双模式/多频带天线设备。

这里，与第二实施例相似，在第三实施例的天线设备中，也可以配备天线切换连接器。另外，可以只配备低通滤波器13和14之一。

(第四实施例)

图4是示出应用了第四实施例的天线设备的无线通信设备的结构的方块图。第四实施例的天线设备具有与第三实施例相同的结构。具体地说，天线设备包括：GSM900接收器15，作为处理第一频带的接收信号(在GSM方案中的900MHz信号)的第一频率接收器；GSM900发送器16，作为生成第一频带的发送信号的第一频率发送器；DCS1800接收器17，作为处理第二频带的接收信号(在DCS方案中的1800MHz信号)的接收器；DCS1800发送器18，作为生成第二频带的发送信号的发送器；和WCDMA发送器/接收器19，作为生成和处理第三频带的信号(在WCDMA方案中的2GHz信号)的发送器/接收器。这里，GSM代表全球移动通信系统。DCS代表数字蜂窝系统。WCDMA代表宽带码分多址。

下面将示出具有上述结构的天线设备的发送和接收操作。作为第一频带的接收波的GSM900接收信号由第一天线1接收，在双工器3滤波了较高谐波成份之后，信号到达第一高频切换电路4。当接收作为第一频带的接收波的GSM900信号时，第一高频切换电路4选择GSM900接收器15。

另外，从GSM900发送器16发送作为第一频带的发送波的GSM900发送信号，在低通滤波器13减小了较高谐波成份之后，在发送期间，通过与GSM900发送器16连接的第一高频切换电路4和双工器3从第一天线1辐射信号。

作为第二频带的接收波的DCS1800接收信号由第一天线1接收，通过双工器3成为包括第二和第三频带的信号的高频信号，信号到达第二高频切换电路5。当接收第二频带的DCS1800信号时，第二高频切换电路5选择DCS1800接收器17。

另外，从DCS1800发送器18发送作为第二频带的发送波的DCS1800发送信号，在低通滤波器14减小了较高谐波成份之后，在发送期间，通过与DCS1800发送器18侧连接的第二高频切换电路5和双工器3从第一天线1辐射信号。

作为第三频带的发送和接收波的WCDMA信号可以通过选择第一天线1或第二天线2来发送和接收。通过双工器3成为包括第二和第三频带的信号的高频信号，通过第一天线1发送和接收的信号到达第二高频切换电路5。当发送和接收WCDMA信号时，第二高频切换电路5与第三高频切换电路6连接，此外，第三高频切换电路6与第二高频切换电路5连接，使通过WCDMA发送器/接收器19发送和接收变为可能。

另外，当WCDMA信号由第二天线2发送时，第三高频切换电路6选择第二天线2，第二天线2发送和接收WCDMA发送器/接收器19的信号。也就是说，对于WCDMA发送器/接收器19，实现了根据各个天线的发送和接收效率而切换连接天线的天线分集。

此外，在本实施例中，可以通过两种方法实现在下述情况下的操作：在通过WCDMA方案进行的通信期间，在用于系统间监视的压缩模式操作当中，只利用下行链路(从基站到终端的通信)压缩模式，而不利用上行链路(从终端到基站的通信)压缩模式，来接收GSM900。即，这两种方法是通过第二天线2发送WCDMA信号和通过第一天线1接收GSM900的方法、和只通过第一天线1发送WCDMA信号和接收GSM900的方法。

这样，根据第四实施例的天线设备，无需作重大修改就可以实现由传统GSM900/DCS1800双频带单模式天线系统和WCDMA单模式天线系统组成的与900MHz/1800MHz/2GHz频带的三个频带相对应的两个天线系统。

此外，在通过WCDMA方案进行的通信期间，在用于系统间监视的压缩模式操作当中，可以只利用下行链路压缩模式，而不利用上行链路压缩模式来接收GSM900。此外，对于WCDMA方案，可以简单地提供能够实现天线分集的双模式/多频带天线设备。

这里，在第四实施例的天线设备中，也可以使用第二实施例的天线切换连接器。此外，如果不用低通滤波器13和14，通过天线输出，无线设备的标准可以满足，则可以不配备这些。

(第五实施例)

图5是示出应用了第五实施例的天线设备的无线通信设备的结构的方块图。与第一实施例中相同的部件使用相同的符号。这个无线通信设备包括第一天线20、第二天线2、双工器21、第一高频切换电路4、第二高频切换电路22、第三高频切换电路6、第一频率接收器7、第一频率发送器8、第二频率接收器9、第四频率接收器23、第二/第四频率发送器24、和第三频率发送器/接收器11。第五实施例的天线设备是通过包括第一天线20、第二天线2、双工器21、第一高频切换电路4、第二高频切换电路22、第三高频切换电路6构成的。

第一天线20与第一、第二、第三、和第四频带匹配。双工器21将来自第一天线20的信号分配为第一频带的信号和第二、第三和第四频带的信号。

第一高频切换电路4用于切换第一频率接收器7或第一频率发送器8与双工器21之间的连接，当双工器21与第一频率接收器7连接时，将来自双工器21的第一频带的信号发送到接收器7，当双工器21与第一频率发送器8连接时，将来自发送器8的第一频带的发送信号发送到双工器21。

第二高频切换电路22用于切换第二频率接收器9、第四频率接收器23、第二/第四频率发送器24、或第三高频切换电路6与双工器21之间的连接，当双工器21与第二频率接收器9连接时，将来自双工器21的第二、第三和第四频带的信号发送到第二频率接收器9，当双工器21与第四频率接收器23连接时，将来自双工器21的第二、第三和第四频带的信号发送到第四频率接收器23，当双工器21与第二/第四频率发送器24连接时，将来自第二/第四频率发送器24的第二或第四频带的信号发送到双工器21。

第三高频切换电路6用于切换第二天线2或第二高频切换电路22与第三频率发送器/接收器11之间的连接，当第三频率发送器/接收器11与第二天线2连接时，发送在第三频率发送器/接收器11和第二天线2之间发送和接收的第三频带的信号。另外，当双工器21通过第二高频切换电路22和第三高频切换电路6与第三频率发送器/接收器11连接时，在第一天线20和第三频率发送器/接收器11之间发送第三频带的信号。

这样，通过使用第二高频切换电路22和第三高频切换电路6，第五实施例的天线设备实现了第一、第二和第四频带中的三频带单模式天线系统和第三频带中的单模式天线系统。

下面将示出具有上述结构的天线设备的操作。第一天线20接收第一频带的信号，在较高谐波成份被双工器21滤波之后，信号到达第一高频切换电路4。当接收第一频带的信号时，第一高频切换电路4与第一频率接收器7连接。从第一频率发送器8发送第一频带的信号，在发送期间，通过与第一频率发送器8侧连接的第一高频切换电路4和双工器21从第一天线20辐射第一频带的信号。

第一天线20接收第二频带的信号，通过双工器21成为包括第二、第三、和第四频率成份的高频信号，信号到达第二高频切换电路22。当接收第二频带的信号时，第二高频切换电路22与第二频率接收器9连接。

第一天线20接收第四频带的信号，通过双工器21成为包括第二、第三、和第四频带的信号的高频信号，信号到达第二高频切换电路22。当接收第四频带的信号时，第二高频切换电路22与第四频率接收器23连接。

另外，从第二/第四频率发送器24发送第二和第四频带的信号，在发送期间，经由通过第二高频切换电路22与第二/第四频率发送器24侧连接的双工器21从第一天线20辐射信号。

第三频带的信号可以通过选择第一天线20或第二天线2来发送和接收。第一天线20发送和接收的信号，通过双工器21成为包括第二、第三、和第四频带的信号的高频信号，到达第二高频切换电路22。当发送和接收第三频带的信号时，第二高频切换电路22与第三高频切换电路6连接，并且，第三高频切换电路6与第二高频切换电路22连接，使第三频率发送器/接收器11可以发送和接收第三频带的信号。

在发送和接收第三频带的信号的情况下，第三高频切换电路6与第二天线2连接。也就是说，对于第三频带的信号，可以实现根据各个天线的发送和接收效率切换连接天线的天线分集功能。

另外，在同时进行第一频带的信号接收和第三频带的信号发送的情况下，这可以通过两种方法来实现。其中之一是通过第二天线2发送第三频带的信号和通过第一天线20接收第一频带的信号的方法。另一种是只通过第一天线20发送第三频带的信号和接收第一频带的信号的方法。

根据第五实施例的天线设备，无需作重大修改就可以实现由传统三频带单模式天线系统和第三频带的单模式天线系统组成的、与四个频带相对应的两个天线系统。此外，可以同时进行第一频带的信号接收和第三频带的信号发送。另外，对于第三频带的信号，可以简单地提供能够实现天线分集功能的双模式/多频带天线设备。

(第六实施例)

图6是示出应用了第六实施例的天线设备的无线通信设备的结构的方块图。由于第六实施例的天线设备几乎与第五实施例的天线设备具有相同的结构，与第五实施例的那些相同的标号用于相同的部件，因此省略对它们的描述，这里只给出对不同部件的描述。

也就是说，第六实施例的天线设备含有天线切换连接器12，除了这个天线切换连接器之外的其它结构和操作都与第五实施例的那些相同。对于天线切换连接器12，自由地连上与外部天线连接的电缆插头(未示出)，天线切换连接器12用于切换连接，以便当连上这个电缆插头时，与外部天线和双工器3连接，当没有连上电缆插头时，与第一天线1和双工器3连接。

在这个天线设备中，第一频率接收器7接收由第一天线20发送和接收的第一频带的信号，从第一频率发送器8发送第一频带的信号，第二频率接收器9接收第二频带的信号，第四频率接收器23接收第四频带的信号，当从第二/第四频率发送器24发送第二/第四频带的信号时，第三高频切换电路6选择第二高频切换电路22侧。也就是说，在第三高频切换电路6已经选择了第一天线侧的情况下，可以通过第一天线1或连在天线切换连接器12上的外部天线通信来自第三频率发送器/接收器11的第三频带的信号。

这样，根据第六实施例的天线设备，无需作重大修改就可以实现由传统三频带单模式天线系统和第三频带的单模式天线系统组成的、与四个频带相对应的两个天线系统。此外，可以同时进行第一频带的信号接收和第三频带的信号发送。此外，对于第三频带，可以使用天线分集，并且，在这种情况下，可以简单地提供也可以使用取代第一天线20的外部天线的双模式/多频带天线设备。

(第七实施例)

图7是示出应用了第七实施例的天线设备的无线通信设备的结构的方块图。除了具有与第五实施例相同的结构之外，第七实施例的天线设备在发送第一频带的信号的第一频率发送器8的输出侧和在发送第二/第四频带的信号的第二/第四频率发送器24的输出侧配有抑制它们各自的较高谐波的低通滤波器13和25。除了这些低通滤波器13和25之外的其它结构和操作与第五实施例的那些相同。

也就是说，由于从第一天线20发送第一频率发送器8的输出信号和第二/第四频率发送器24的输出信号，同时抑制它们各自的较高谐波成份，对于第一频带和第二频带，可以提供发送其较高谐波成份已经减小了的信号的天线设备。

这样，根据第七实施例，无需作重大修改就可以实现由传统三频带单模式天线系统和第三频带的单模式天线系统组成的、与四个频带相对应的两个天线系统。此外，可以同时进行第一频带的信号接收和第三频带的信号发送。另外，对于第三频带，可以使用天线分集。另外，对于第一频带和第二/第四频带，可以简单地提供发送其较高谐波已经减小了的信号的天线设备。

这里，与第六实施例相似，在第七实施例的天线设备中，也可以配备天线切换连接器。另外，可以只配备低通滤波器13和14之一。

(第八实施例)

图8是示出应用了第八实施例的天线设备的无线通信设备的结构的方块图。第八实施例的无线通信设备具有与第七实施例相同的结构。具体地说，无线通信设备包括作为用于处理第一频带的接收信号(在GSM方案中的900MHz信号)的第一频率接收器的GSM900接收器15、作为用于生成第一频带的发送信号的第一频率发送器的GSM900发送器16、作为用于处理第二频带的接收信号(在DCS方案中的1800MHz信号)的接收器的DCS1800接收器17、作为用于处理第四频带的接收信号(在PCS方案中的1900MHz信号)的接收器的PCS1900接收器26、作为用于生成第二/第四频带的发送信号的发送器的DCS1800/PCS1900发送器27、和作为用于生成和处理第三频带的信号(在WCDMA方案中的2GHz信号)的发送器/接收器的WCDMA发送器/接收器19。这里，这里，PCS代表个人通信服务。

下面将示出具有上述结构的无线通信设备的操作。作为第一频带的接收波的GSM900接收信号由第一天线20接收，在双工器13滤波了较高谐波成份之后，信号到达第一高频切换电路4。当接收第一频带的GSM900信号时，第一高频切换电路4与GSM900接收器15连接。

从GSM900发送器16发送作为第一频带的发送波的GSM900发送信号，在低通滤波器13减小了较高谐波成份之后，在发送期间，经由与GSM900发送器16连接的第一高频切换电路4和双工器21从第一天线20辐射信号。

作为第二频带的接收波的DCS1800接收信号由第一天线20接收，通过双工器21成为包括第二、第三、和第四频带的信号的高频信号，信号到达第二高频切换电路22。当接收第二频带的DCS1800信号时，第二高频切换电路22与DCS1800接收器17连接。

作为第四频带的接收波的PCS1900接收信号由第一天线20接收，通过双工器21成为包括第二、第三、和第四频带的信号的高频信号，信号到达第二高频切换电路22。当接收第四频带的PCS1900信号时，第二高频切换电路22与PCS1900接收器26连接。

从DCS1800/PCS1900发送器27发送作为第二和第三频带的发送波的DCS1800和PCS1900发送信号，在低通滤波器25减小了较高谐波成份之后，在发送期间，通过与DCS1800/PCS1900发送器27侧连接的第二高频切换电路22和双工器21从第一天线20辐射信号。

作为第三频带的发送和接收波的WCDMA信号可以通过选择第一天线20或第二天线2来发送和接收。由第一天线20发送和接收的信号，通过双工器21成为包括第二、第三和第四频带的信号的高频信号，到达第二高频切换电路22。当发送和接收WCDMA信号时，第二高频切换电路22与第三高频切换电路6连接，并且，第三高频切换电路6与第二高频切换电路22侧连接，使WCDMA发送器/接收器19可以发送和接收。

当WCDMA信号由第二天线2发送和接收时，第三高频切换电路6与第二天线2连接，第二天线2发送和接收WCDMA发送器/接收器19的信号。也就是说，对于WCDMA发送器/接收器19，可以使用根据各自天线的发送和接收效率来切换连接天线的天线分集。

此外，在本实施例中，可以通过两种方法实现在下述情况下的操作：在通过WCDMA方案进行的通信期间，在用于系统间监视的压缩模式操作当中，只利用下行链路压缩模式，而不利用上行链路压缩模式，来接收GSM900信号。这两种方法是通过第二天线2发送WCDMA信号和通过第一天线1接收GSM900信号的方法、和只通过第一天线1发送WCDMA信号和接收GSM900信号的方法。

这样，根据第八实施例，无需作重大修改就可以实现由传统GSM900/DCS1800/PCS1900三频带单模式天线系统和WCDMA单模式天线系统组成的、与900MHz/1800MHz/1900MHz/2GHz频带的四个频带相对应的两个天线系统。

此外，在通过WCDMA方案进行的通信期间，在用于系统间监视的压缩模式操作当中，可以只利用下行链路压缩模式，而不利用上行链路压缩模式来接收GSM900信号。此外，对于WCDMA方案，可以简单地提供能够实现天线分集的天线设备。

这里，在第八实施例的天线设备中，也可以使用第六实施例的天线切换连接器。此外，如果不用低通滤波器13和25，使用天线输出，无线设备的标准可以满足，则可以不配备这些。

(第九实施例)

图9是示出应用了第九实施例的天线设备的无线通信设备的结构的方块图。除了具有与第二实施例相同的结构之外，第九实施例的无线通信设备配有控制部分30。这个控制部分30(等效于在权利要求书中所述的控制器)具有一旦识别出与外部天线连接的电缆插头29已经连在天线切换连接器28上，就将第三高频切换电路6与第二高频切换电路5侧连接的功能。

也就是说，在这个无线通信设备中，当通过第三频率发送器/接收器11通信第三频带的信号时，如果控制部分30识别出与外部天线连接的电缆插头29已经连在天线切换连接器28上，控制部分30将第三高频切换电路6与第二高频切换电路5侧连接。据此，第二高频切换电路5与第三高频切换电路6侧连接。于是，当用于外部天线的电缆插头29被连在天线切换连接器28上时，第三频率发送器/接收器11的信号必然发送到外部天线。其它操作与第二实施例的那些操作相同。

这样，根据第九实施例，无需作重大修改就可以实现由传统双频带单模式天线系统和第三频带的单模式天线系统组成的、与三个频带相对应的两个天线系统。此外，可以同时进行第一频带的信号接收和第三频带的信号发送。另外，对于第三频带，可以使用天线分集。此外，可以简单地提供允许只使用外部互天线而不使用第一天线1和第二天线2的双模式/多频带天线设备。

这里，第三实施例的低通滤波器可以与第九实施例的无线通信设备一起使用。另外，第一频率接收器7可以由GSM900接收器构成，第一频率发送器8可以由GSM900发送器构成，第二频率接收器9可以由DCS1800接收器构成，第二频率发送器10可以由DCS1800发送器构成，第三频率发送器/接收器11可以由WCDMA发送器/接收器构成。此外，与第六实施例相似，可以组合构建接收第四频带的信号的接收器和发送器。另外，可以组合在第七实施例中所述的低通滤波器。此外，无线通信设备可以对应于第八实施例的GSM900、DCS1800、PCS1900、和WCDMA。

尽管上面参照特定实施例详细描述了本发明，但对于本领域的普通技术人员来说，显而易见，可以在不偏离本发明的精神和范围的情况下作出各种各样的修改和改变。

本申请基于2002年10月7日提出的日本专利申请第2002-293822号，在此全文引用，以供参考。

工业实用性

正如上面所述的那样，根据本发明，可以用简单结构来提供与多个无线通信系统和多个频带，诸如两个无线通信系统和三个频带，相对应、可以同时进行不同无线通信系统的接收和发送、并能够使用天线分集的天线设备。

Claims

1.一种天线设备，包括：

第一天线，与第一、第二、和第三频带匹配；

第二天线，与第三频带匹配；

双工器，用于将从第一天线接收的信号分配为第一频带的信号和第二和第三频带的信号；

第一切换单元，用于选择发送第一频带的信号的第一发送器或接收第一频带的信号的第一接收器，并将所选的一个与双工器相连接；

第二切换单元，用于选择接收第二频带的信号的第二接收器或发送第二频带的信号的第二发送器，并将所选的一个与双工器相连接；和

第三切换单元，用于选择第二天线或双工器，并将所选的一个与发送和接收第三频带的信号的发送器/接收器相连接。

2.根据权利要求1所述的天线设备，还包括天线切换连接器，配备在第一天线和双工器之间，

其中，当连上外部天线时，天线切换连接器将外部天线与双工器相连接，而取代第一天线。

3.根据权利要求1所述的天线设备，还包括低通滤波器，至少配备在第一切换单元和第一发送器之间或在第二切换单元和第二发送器之间。

4.根据权利要求1到3的任何一项所述的天线设备，其中：

第一频带的信号是GSM方案中900MHz频带的信号；

第二频带的信号是DCS方案中1800MHz频带的信号；和

第三频带的信号是WCDMA方案中2GHz频带的信号。

5.根据权利要求1所述的天线设备，其中，

第一天线还与第四频带匹配；

双工器将信号分配为第一频带的信号和第二、第三、和第四频带的信号；和

第二切换单元选择接收第二频带的信号的第二接收器、接收第四频带的信号的第四接收器、或发送第二或第四频带的信号的第四发送器，并将所选的一个与双工器相连接。

6.根据权利要求5所述的天线设备，还包括天线切换连接器，配备在第一天线和双工器之间，

其中，当连上外部天线时，天线切换连接器将外部天线与双工器相连接而取代第一天线。

7.根据权利要求5所述的天线设备，还包括低通滤波器，至少配备在第一切换单元和第一发送器之间或在第二切换单元和第四发送器之间。

8.根据权利要求5到7的任何一项所述的天线设备，其中：

第一频带的信号是GSM方案中900MHz频带的信号；

第二频带的信号是DCS方案中1800MHz频带的信号；

第三频带的信号是WCDMA方案中2GHz频带的信号；和

第四频带的信号是PCS方案中1900MHz频带的信号；

9.根据权利要求2或6所述的天线设备，还包括控制器，当控制器检测到外部天线被连在天线切换连接器上时，切换第三切换单元，以便将发送器/接收器与双工器相连接，

其中，第三频带的信号通过外部天线发送和接收。