DE2709096A1

DE2709096A1 - Antennenumschalteinrichtung

Info

Publication number: DE2709096A1
Application number: DE19772709096
Authority: DE
Inventors: Jerry David Meyerhoff; David Joseph Priniski
Original assignee: Motorola Inc
Current assignee: Motorola Solutions Inc
Priority date: 1976-03-25
Filing date: 1977-03-02
Publication date: 1977-09-29
Also published as: DE2709096C2; MY8100175A; US4055807A; HK53280A; JPS52117509A; CA1095592A; GB1545641A; IT1112133B; BR7701075A

Description

E. Weber ^ Ο-· MOnchtn 71 HofbrunnstraBe 47

Telefon: (089)7915050

Telegramm: monopolweber mOnchen

ii 491

IKC.

1303 Er Bt Algonquin Road, Schauraburc;, 111. 6C196, V.St.A.

Antennenumschalteinrichtung

Lie Erfindung betrifft eine Antermenujifcchalteinriciitung, mit welcher eine Antenne entweder mit einem Sender oder mit einem Empfänger verbunden v/erden kann.

Antennenumschalteinrichtungen sind in der Nachrichtentechnik grundsätzlich bekannt. Solche Einrichtungen werden üblicherweise ia Sender-i.apfängern verwendet, bei welchen der Sender und der Empfänger eine gemeinsame Antenne benutzen. Der Antennenrchalter dient dabei nicht nur dazu, die Antenne entweder mit dem Sender oder mit dem Empfänger zu verbinden, εοη-dern er muß vielmehr euch den Sender vom Empfänger trennen oder isolieren, so daß beispielsweise im Sendemodus der Empfänger nicht durch das gesendete Signal überlastet wird.

Es ist grundsätzlich bekannt, als Antennenumschalteinrichtung einen elektromechanischen Schalter oder ein Relais zu verwenden. Solche Relais sind jedoch nicht nur teuer, sondern sie benötigen auch einen großen Raum und sind daher nicht für solche Anwendungsfälle geeignet, bei welchen der Raum und daF Gewicht eine Rolle spielen, wie es beispielsweise bei tragbaren Sender-Euipfängern der Fall ist. Es sind auch bereits ilK-Dioden in einer Vorspannungsanordnung verwendet worden,

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wobei die Dioden entweder· den Empfänger oder den Sender mit der Antenne verbinden bzw. von der Antenne trennen, iiit Hilfe von I-IW-Dioden pufgebsute Echalteinrichtungen sind jedoch sehr teiler, unc zwar wegen der Kosten solcher Dioden, und sie εΐηα such verhältnismäßig kompliziert in ihrem Aufbau, weil eine außerordentlich aufwendige Vorspannungstechnik erforderlich ist, um die Dioden ordnungsgemäß zu steuern.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Antennenumsch?lteinrichtung der eingangs näher erläuterten Art zu schaffen, mit welcher eine Antenne zwischen einem Empfänger und einem Sender umgeschaltet werden kann, während zugleich auf besonders einfache V/eise der Empfänger von dem Sender getrennt ist, wenn öse System im bendemodus arbeitet.

Zur Lösung dieser Aufgabe dienen insbesondere die im Patentbegehren niedergelegten Merkmale.

Während gemäß der Erfindung der Antennenumschalter entweder im Sendemodus oder im Empfangsmodus arbeiten kann, um die Antenne entweder mit dem Sender oder mit dem Empfänger zu verbinden, können der Sender und der Empfänger in einem vorgegebenen Frequenzbereich betrieben werden. Der Schalter weist ein Filter auf, welches einen Eingang und einen Ausgang h.?t. Der Filtereingang ist mit der Antenne verbunden, während der Filterausgang mit dem Empfänger verbunden ist. Das Filter ist derart ausgebildet, daß es normalerweise Signale von der Antenne zum Empfänger durchläßt. Vorzugsweise wird ein Hochpaßfilter verwendet, durch welches Signale unterhalb des gewünschten Frequenzbandes ausgefiltert werden. Wenn jedoch der Ausgang des Filters in der Nähe des Erdpotentials liegt, bildet das Filter einen Antiresonanzkreis, der eine sehr hohe Impedanz aufweist, und zwar im Frequenzband, an seinem Eingang. Der Sender ist mit dem Filtereingang verbunden, und eine Schaltereinrichtung erdet den Filterausgang, wenn der Antennenschalter im Sendemodus arbeitet. Somit werden die Empfangsmodussignale

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noraelerweise durcii die Antenne zum Empfänger geleitet. Wenn jedoch der Sendemodus eingeschaltet ist, liegt der A\tFc^ⁿC des Filters in der Nähe des Erd potential ε, wodurcli die Eingängeimpedanz zum Filter außerordentlich hoch wird. Dadurch wird in besonders wirksamer Weise der Empfanger vom Sender getrennt, εο daß die Eendeenergie über die Antenne abgestrahlt wird.

Die Erfindung wird nachfolgend beispielsweise anhand der Zeichnung beschrieben; in dieser zeigt die einzige Figur ein bchaltscheoa für eine bevorzugte Ausführungsform eines Antennenfchalters, wie er in Verbindung mit einem Sender und einem Empfänger verwendet wird.

Gemäß der Zeichnung ist eine Antenne "2 mit einem Tiefpaßfilter 14 verbunden. Das Tiefpaßfilter enthält eine Folge von Shunt-.h.ondensatoren 18, 20 und 22 in einer pi-Schaltungskonfigur3tion mit entsprechenden Keiheninduktionsspulen 24 und 26. Die Werte der Kondensatoren 18, 20 und 22 und der Induktionsspulen 24 und 26 werden in üblicher Weise gewählt, um eine TiefpaS-Charakteristik für Signale innerhalb und unterhalb eines vorgegebenen Frequenzbandes zu gewährleisten.

Der Ausgang des Tiefpaßfilters 14 ist mit einem Eingang 30 eines Eochpaß-Filter-Netzwerkes 32 verbunden. Das Hochpaß-Filter-Netzwerk 32 ist ein ^WT"-Filter, welches ein Paar von Reihenkondenratoren 34 und 36 mit einer Shunt-Induktionsspule 38 dazwischen aufweist. Die Kondensatoren 34- und 36 sowie die Induktionsspule 38 weisen solche Werte auf, daß Signale innerhalb und oberhalb einee gewünschten Frequenzbandes vom Eingang 30 zum Ausgang 40 durchgelassen werden. Wenn der Ausgang 40 in der Nähe des Erdpotentisls liegt, bilden der Kondensator 36 und die Induktionsspule 38 einen Gegenresonanz-Schwingkreis im gewünschten Frequenzband, der über den Kondensator 34 zum Eingang 30 des Filternetzwerkes 32 eine hohe Impedanz aufweist.

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Der Ausgang 40 des Hochpaß-iilter-Netzwerker 5? ist mit der Eingangski emine 42 eines Empfängers 44 verbunden. weiterhin ist mit dem Ausgang 40 des ίilternetzwerkes 32 eine Schaltereinrichtung 46 verbunden, die eine in ueihe geschaltete Diode 48 aufweist, deren Anode mit dem Ausgang 40 verbunden ist und deren Kathode über einen HI-Bypass-Kondensator 50 an flaseepotential geführt ist. Eine Vorspannung wird normalerweise an .die Diode 48 über einen Spannungsteiler angelegt, der ein Paar von Widerständen 52 und 54 aufweist, die zwischen einer Quelle Tür ein Gleichspennungspotential B+ und Massepotential angeordnet sind. Eine HF-Isol8tionsinduktionsspule 56 ist zwischen dem gemeinsamen Punkt der Widerstände 52 und 54 und der Anode der Diode 48 engeordnet.

Von der Kathode der Diode 48 aue ist ein Reihenwiderstandsteiler angeschlossen, der einen ersten Widerstand 56 und einen zweiten Widerstand 58 aufweist und an die oben genannte Quelle für die Gleichspannungsvorspannung B+ angeschlossen ist. Der gemeinsame Punkt zwischen den Widerständen 56 und 58 ist an einen manuell betätigbaren Schalter 60 angeschlossen, dessen andere Seite auf Erdpotential liegt. Der Schalter 60 ist gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ein Sprechschalter, wie er normalerweise bei einem Handmikrofon vorgesehen ist.

Ein Sender 62 treibt eine Leistungsendstufe, welche einen Transistor 64 aufweist, dessen Kollektor sowohl über eine induktive Last 66 an ein Vorspannungspotential 68 als auch über einen Kopplungskondensator 70 mit dem Eingang 30 des Hochpaßfilters 32 verbunden ist.

Die Arbeitsweise der Schaltung wird nachfolgend beschrieben. Im Empfangsmodus ist der Sprechschalter 60 (gemäß der Darstellung in der Zeichnung) geöffnet, so daß die Halbleiterdiode 48 in einen gesperrten Zuetand vorgespannt ist, d. h. eine hohe

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Impedanz aufweist. Somit werden Signale, welche von der Antenne 12 empfangen werden, zunächst durch dee Tiefpaßfilter 14 hindurchgeführt, und sie werden anschließend durch dos Hochppßfilter 32 geleitet, wonach sie der Eingangsklemme 42 des Empfängers 44 zugeführt werden. Das Tiefpaßfilter 14 und das HochpaSfilter 32 liefern einen Bandpaß-Schutz gegen Störsignale außerhalb des gewünschten Frequenzbandes. De die Werte für die Bauteile des Tiefpaßfilters ^4 und des Hochpsßfliters 32 entsprechend gewählt eind, wird die Impedanz der Antenne am Empfängereingang auf einen geeigneten Wert umgeformt.

Zxia Umschalten in den Sendemodus wird der Sprechschalter 60 betätigt, wodurch die Halbleiterdiode 48 vorwärts vorgecpennt wird, d. h. in einen Zustand geringer Impedanz übergeht. Somit irt der Ausgang 40 des iiochpaßfilters 32 über den Kondensator >C praktisch auf Ilassepotential gelegt. Zumindest ist der Ausgang 40 annähernd auf Mascepotential gelegt. Dadurch wird erreicht, daß der Kondensator J>6 und die Induktionsspule 38 in Resonanz kommen, wodurch für den Eingang 30 des Hochpaßfilters 32 eine hohe Impedanz gebildet wird. Nunmehr speist der Sender, welcher die Ausgangsstufe 64 treibt, direkt durch dps Tiefpaßfilter 14 die Antenne 12 mit einer Sendeenergie. Aufgrund der sehr hohen Eingangsimpedanz, welche der Sender an dem Eingang 30 des Hochpaßfilters 32 vorfindet, wird nur eine sehr geringe .Energie über das iilter 32 zum Empfänger 44 geführt. Somit ist der Empfänger praktisch gegenüber dem Sender 62 isoliert, wenn des System im Eendemodus arbeitet.

Zusammenfassend läßt sich somit feststellen, daß ein außerordentlich einfaches, jedoch hoch-wirksames Schaltsystem gemäß der Erfindung geschaffen wurde, welches den Empfänger wirksam vom Sender trennt bzw. isoliert.*,,, wenn die Anordnung im Sendemodus arbeitet.

- Patentansprüche 709839/#fJ1

Le e rs e i t e

Claims

latentansprüche

.yiurfcennenujischalteinrichtung, dadurch gekenn ζ eich net, daß eine Antenne ("2) "vorhanden ist, daß weiterhin ein Sender (62) "vorgesehen ist, der in einem bestimmten Frequenzband arbeitet und eine AupgengpkleTime aufweist, daß weiterhin ein Empfänger (44) vorhanden ist, der in dieteia Frequenzband arbeitet und eine .bingangsklemaie aufweist, daß weiterhin ein Tiefpaßfilter (^) vor^efehen ist, welches Signale in Vierern Frequenzband und darunter durchläßt, daß weiterhin ein üochpaßfilter (32) vorhanden ist, welches einen eingang und einen Ausgang aufweist, uai Signale innerhalb dieses Frequenzbandee und darüber durchzulassen, da3 das itochpaßi'ilter an seinem Eingang eine außerordentlicn hohe Impedanz für Signale in dem Frequenzband aufweint, wenn sein Ausgang eine sehr geringe Impedanz hat, daß weiterhin eine Einrichtung vorgesehen ist, welche dazu dient, die Antenne über das Tiefpaßfilter mit dem Eingang des Hochpaßfiltere ^u verbinden, daß weiterhin eine Einrichtung voi'gesehen ist, welche dazu dient, den Ausgang des Bochpeßfilters mit der Eingangrklemme der Empfängers zu verbinden, daß weiterhin eine Einrichtung (64, /C) vorgesehen ist, um die Senderausgangsklemme mit dem Eingang des Hochpaßfilters zu verbinden, und d?ß eine Schaltereinrichtung (46) vorhanden ist, welche im Sendemodus derart arbeitet, daß der Ausgang des Hochpaßfilters auf eine geringe Impedanz geschaltet ist, während im Empfangsmodus der Ausgang des Filters im wesentlichen gegen die geringe Impedanz isoliert ist, wodurch dann, wenn die Schaltereinrichtung sich im Sendemodus befindet, das Hochpaßfilter den Empfänger im wesentlichen von de*ü Sender und der Antenne trennt.

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2. Einrichtung nacu Anspruch -ι, df durch gekennzeichnet, di:ß die behaltereinrichtung folgende Teile aufweist: einen halbleiterschalter (46), der zwischen dein Ausgang des Hochyaßfilterib und einer geringen Impedanz angeoi'duefc ist, und eine Vorspannungpeinrichturijj, durch welche der Halbleiterschalter in einen Zustand geringer Impedanz vorzuspannen ist, wenn die behaltereinrichtung sich Im bendemodus befindet, während die Vorrpannungseinrici.tun^ den Halbleiterschalter in einen zustand hoher I:npeo?rii: vorspaunt, wenn die bchaltereinrichtung sich im Lmpfangsmodus befindet.

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