FI94692B

FI94692B - radio device

Info

Publication number: FI94692B
Application number: FI891674A
Authority: FI
Inventors: Thomas Moliere
Original assignee: Siemens Ag
Priority date: 1988-04-08
Filing date: 1989-04-07
Publication date: 1995-06-30
Also published as: DK165989A; ATE91360T1; EP0336375B1; NO175178B; DK165989D0; DE58904854D1; DK169692B1; FI94692C; NO891456L; NO175178C; FI891674A0; FI891674A; NO891456D0; EP0336375A1

Abstract

A radio apparatus having a transceiver, an associated apparatus antenna and switching devices for the optional connection of an external antenna. It is intended to specify a simple solution, which is reliable in technical radio terms, for interruption-free antenna changeover switching for such an, especially portable, radio apparatus. For the antenna changeover switching, the apparatus antenna (2) is connected to the transceiver via a semiconductor switch (5) and the antenna connection (3) for the external antenna is connected to the transceiver via a radio-frequency line. When the external antenna is plugged into the antenna socket (3), the semiconductor switch (5) switches off and the transceiver is connected through to the external antenna, which has a low DC resistance. <IMAGE>

Description

1 946921 94692

Radiolaiteradio device

Keksintö kohdistuu radiolaitteeseen, jossa on lähetin-vastaanotin, siihen kuuluva laiteantenni sekä kytkinlaitteet ulkoisen antennin valinnaista kytkentää varten, jossa laiteantenni on kytketty puolijohdekytkimen välityksellä ja ulkoisen antennin antenniliitäntä (antenniliitin) on kytketty ensimmäisen viritetyn suurtaajuusjohdon välityksellä lähetin-vastaanottimeen.The invention relates to a radio device having a transceiver, an associated device antenna and switching devices for the optional connection of an external antenna, wherein the device antenna is connected via a semiconductor switch and the antenna connection (antenna connector) of the external antenna is connected to the first tuned high frequency receiver.

Kannettavissa radiolaitteissa, esim. käsiradiopuhelimissa on yleensä niihin kuuluva antenni. Toimintasäteen laajentamiseksi on tarkoituksenmukaista varustaa laite ulkoisen antennin liitännällä. Ulkoista antennia liitettäessä laiteantennin on kytkeydyttävä irti, jotta lähetysenergia tulisi kokonaan ulkoisen antennin hyväksi ja jotta vastaanotin saisi häiriöittä vain ulkoiseen antenniin tulevan signaalin. Antennin vaihtokytkentä voi tällöin tulla ongelmalliseksi kustannusten ja luotettavuuden kannalta ja mahdollisesti juuri käynnissä olevan radioyhteyden katkeamisen vuoksi. Tämä pätee erikoisesti mekaanisille kytkimille, jotka ovat lisäksi alttiina kulumiselle ja jotka vaativat heijastuksettoman sovituksen 50 ohmin kaapeliteillä.Portable radio devices, such as handheld radiotelephones, usually have an associated antenna. To extend the range, it is appropriate to provide the device with an external antenna connection. When connecting an external antenna, the device antenna must be disconnected in order for the transmission energy to benefit completely from the external antenna and for the receiver to receive only the signal to the external antenna without interference. Switching the antenna can then become problematic in terms of cost and reliability, and possibly due to an interruption in the current radio connection. This is especially true for mechanical switches, which are also subject to wear and tear and which require a non-reflective fit on 50-ohm cable ducts.

Kun antennien liittämiseen käytetään pistokeliittimiä, pistokkeiden vaihtaminen on hankalaa ja aikaavievää ja katkaisee sillä hetkellä olemassa olevan radioyhteyden.When plug connectors are used to connect antennas, changing plugs is cumbersome and time consuming and disconnects the current radio connection.

Keksintö perustuu tehtävään esittää yksinkertainen ja radiotek-nillisesti luotettava ratkaisu antennin vaihtokytkennälle radiolaitteessa.The invention is based on the object of presenting a simple and radio-technically reliable solution for switching an antenna in a radio device.

Tämä tehtävä ratkaistaan keksinnön mukaan sillä tavalla, että kytkemällä ulkoinen antenni, joka omaa alhaisen tasavirtavas-.*. tuksen, puolijohdekytkin menee estotilaan ja että lähetin-vas-taanotin tulee täten kytketyksi ulkoiseen antenniin.According to the invention, this task is solved in such a way that by connecting an external antenna having a low DC current. the semiconductor switch enters the inhibit state and that the transceiver thus becomes connected to the external antenna.

Keksinnön kohteen edullisia toteutuksia ja kehitysmuotoja on esitetty epäitsenäisissä vaatimuksissa.Preferred embodiments and developments of the subject matter of the invention are set out in the dependent claims.

2 946922 94692

Keksintöä selitetään lähemmin seuraavassa piirustuksessa esitettyjen suoritusesimerkkien avulla.The invention will be explained in more detail by means of exemplary embodiments shown in the following drawing.

Kuvioissa 1-5 esitetyissä suoritusesimerkeissä keksinnön mukainen elektroninen kytkin aikaansaa laiteantennin automaattisen erottamisen radiolaitteesta, kun ulkoinen antenni kytketään paikalleen. Radiolaitteen automaattisen antenni vaihtokytkennän periaatetta selitetään aluksi kuviossa 1 esitetyn radiolaitteen avulla. Viitenumerolla 1 merkitty radiolaite sisältää lähetys- ja vastaanottolaitteet, jotka on kuvattu kuviossa lähetin/vastaanottimen ja asianomaisten nuolien avulla, sekä laiteantennin 2 ja liitäntäpistokkeen 3 ulkoista antennia varten. Laiteantennilta 2 lähetin-vas-taanottimelle johtavaan yhdystiehen on sijoitettu kytkin-diodi 5, jonka molempiin liitäntöihin on tuotu ohmisen vastuksen kautta tasajännite +3 V vast. +6 V. Ulkoisen antennin liitäntäpistoke 3 on yhdistetty puoliaaltoresonans-siin viritetyn suurtaajuusjohdon 4 (l-n^/2) välityksellä lähetin-vastaanottimeen. Kulloinenkin antennisignaali tuodaan sille kondensaattorin C kautta.In the embodiments shown in Figures 1-5, the electronic switch according to the invention provides an automatic separation of the device antenna from the radio device when the external antenna is connected. The principle of automatic antenna switching of a radio device is first explained by means of the radio device shown in Fig. 1. The radio device indicated by the reference numeral 1 includes the transmitting and receiving devices illustrated in the figure by means of the transmitter / receiver and the corresponding arrows, as well as the device antenna 2 and the connection plug 3 for the external antenna. A switching diode 5 is placed in the connecting path leading from the device antenna 2 to the transceiver, to both terminals of which a direct voltage +3 V resp. +6 V. The connection plug 3 of the external antenna is connected to the transceiver via a high-frequency line 4 (l-n ^ / 2) tuned to half-wave resonance. The respective antenna signal is applied to it via capacitor C.

Ilman ulkoista antennia tapahtuvassa käytössä lähetin-vas-taanotin on yhdistetty kytkindiodin 5 välityksellä laitean-tenniin 2. Molempien etuvastusten kautta kytkettyjen tasa-jännitelähteiden (+3 V, +6 V) vuoksi kytkindiodin 5 kautta . kulkee tasavirta ja se tulee siten suurtaajuuksia johtavaksi. Koska antennipistokkeeseen 3 johtava suurtaajuusjohto 4 on viritetty puoliaaltoresonanssiin, se ei kuormita lähetin- vastaanotinta .In operation without an external antenna, the transceiver is connected to the device antenna 2 via a switching diode 5. Due to the DC voltage sources (+3 V, +6 V) connected via both front resistors, via a switching diode 5. direct current flows and thus becomes high frequency conductive. Since the high-frequency line 4 leading to the antenna plug 3 is tuned to half-wave resonance, it does not load the transceiver.

Jos antennipistokkeeseen 3 työnnetään ulkoinen antenni, 5 joka edustaa oikosulkua tasavirroille, kytkindiodi 5 asettuu estotilaan - sillä on tällöin 3V esijännite - ja lähetin-vastaanotin on kytketty ulkoiseen antenniin. Siten aikaansaadaan kosketukseton ja viiveetön vaihtokytkentä. Tämän edellytyksenä on ulkoisen antennin alhainen tasavirtavastus, minkä useimmissa antenneissa aikaansaa tyvipistesovitus.If an external antenna 5 representing a short circuit to direct currents is inserted into the antenna plug 3, the switching diode 5 enters the inhibit state - it then has a 3V bias voltage - and the transceiver is connected to the external antenna. Thus, a non-contact and delay-free switching is provided. This presupposes a low DC resistance of the external antenna, which in most antennas is achieved by base point matching.

Muut antennit voidaan varustaa rinnakkaiskuristimella.Other antennas can be equipped with a parallel choke.

Il 3 94692Il 3 94692

Kytkindiodina käytetään edullisesti PIN-diodia, jonka pääs-tövastusta voidaan ohjata diodin tasavirralla. Elektronisena kytkimenä voidaan kuitenkin yhtä hyvin käyttää FET-kytkintä, jota voidaan ohjata ilman tehoa. Kytkentäperiaate tätä varten on esitetty kuvion 2 mukaisessa suoritusesimerkissä.A PIN diode is preferably used as the switching diode, the pass resistance of which can be controlled by the direct current of the diode. However, an FET switch that can be controlled without power can just as well be used as an electronic switch. The switching principle for this is shown in the embodiment according to Fig. 2.

Tämä kytkentä vastaa pääasiassa kuvion 1 kytkentää. Erona on, että laiteantennilta 2 lähetin-vastaanottimelle johtavaan yhdystiehen on sijoitettu kytkindiodin 5 sijasta FET-kytkin 6.This connection mainly corresponds to the connection of Figure 1. The difference is that instead of a switching diode 5, a FET switch 6 is placed in the link leading from the device antenna 2 to the transceiver.

Antenniin johtavan pitkittäisiien sijasta elektroninen kytkin voidaan myös sijoittaa maahan johtavaan poikittais-tiehen. Suoritusesimerkki on esitetty kuviossa 3. Tällöin tarvitaan toinen neliännesaaltoresonanssiin viritetty suur-taajuusjohto 7 (l=n.£). Ulkoinen antenni paikalleen työnnettäessä kytkindiodin 5 kautta kulkee tasavirta eli se tulee johtavaksi suurtaajuuksien kannalta. Neljännesaaltojohdon 7 muuntovaikutuksen seurauksena sen lähetin-vastaanottimen puolella oleva pää tulee tällöin suurohmiseksi eikä siis kuormita lähetin-vastaanotinta. Kytkennän etuna on, että kytkindiodi 5 on käsiradiotoiminnassa virraton eikä siis kuormita radion paristoa. Ulkoinen antenni liitäntäpistok-keeseen 3 pistettäessä kulkeva tasavirta voidaan ottaa ulkoisesta virtalähteestä, esim. ajoneuvon akusta.Instead of the longitudinal paths leading to the antenna, the electronic switch can also be placed in the transverse path leading to the ground. An embodiment is shown in Fig. 3. In this case, a second high-frequency line 7 (l = approx. £) tuned to quarter-wave resonance is required. When the external antenna is pushed into place, direct current flows through the switching diode 5, i.e. it becomes conductive in terms of high frequencies. As a result of the conversion effect of the quarter-wave line 7, its end on the transceiver side then becomes high-resistance and thus does not load the transceiver. The advantage of the connection is that the switching diode 5 is de-energized in hand-held radio operation and thus does not load the battery of the radio. When inserting the external antenna into the connection plug 3, the direct current flowing can be taken from an external power supply, e.g. the vehicle battery.

Viritetyn puoliaaltojohdon sijasta automaattinen antenni-vaihtokytkentä voidaan suorittaa myös mielivaltaisen pituisilla johdoilla. Tässä tapauksessa tarvitaan, kuten kuvion 4 mukaisessa suoritusmuodossa on esitetty, kaksi kytkinele-menttiä. Toinen kytkinelementti (kytkindiodi 8) on kytketty laiteantennin 2 ja lähetinvastaanottimen väliin ja toinen : kytkinelementti (kytkindiodi 9) on suurtaajuusjohdon 4 ja lähetin-vastaanottimen välissä. Lähetin-vastaanotin on tällöin kytketty molempien kytkindiodien 8,9 yhteiseen pisteeseen, jotka diodit on kytketty etuvastusten kautta tasa-jännitelähteisiin (+2 V, +4 V, +6 V).Instead of a tuned half-wave cable, automatic antenna switching can also be performed with cables of arbitrary length. In this case, as shown in the embodiment according to Fig. 4, two coupling elements are required. One switching element (switching diode 8) is connected between the device antenna 2 and the transceiver and the other: the switching element (switching diode 9) is between the high frequency line 4 and the transceiver. The transceiver is then connected to the common point of both switching diodes 8.9, which diodes are connected via DC resistors to DC voltage sources (+2 V, +4 V, +6 V).

9469294692

Ulkoisen antennin tasavirtaoikosulun avulla aikaansaatu automaattinen vaihtokytkentä voi samalla vaihtokytkeä myös vielä muita radiolaitteen toimintoja, esim. ulkoisen virransyötön yhdistämisen. Tasavirtaoikosulun sijasta automaattisen vaihtokytkennän voi myös aikaansaada ulkoiseen antenniin asetettu tasajännite. Tämä on tarkoituksenmukaista silloin, kun ulkoiseen antenniin johtavalle tielle on joka tapauksessa sijoitettu väliadapteri, esim. autoteline, ja kun tätä tasajännitettä käytetään myös radiolaitteen syöttövirtana. Tällainen suoritusesimerkki, jossa on radiolaitteen virransyötön ja antennien automaattinen vaihtokytkentä, on esitetty kuviossa 5. Radiolaitteen paristo on siinä merkitty viitenumerolla 10, väliadapteri viitenumerolla 11 ja siinä oleva ulkoista antennia varten oleva antenniliitin viitenumerolla 3'. Virransyöttönä käytetään tässä auton akun 12 V jännitettä.At the same time, the automatic changeover provided by the DC short-circuit of the external antenna can also switch on other functions of the radio device, e.g. connecting the external power supply. Instead of a DC short circuit, automatic switching can also be caused by a DC voltage set on an external antenna. This is expedient when an intermediate adapter, e.g. a car holder, is in any case placed on the road leading to the external antenna, and when this direct voltage is also used as the supply current for the radio device. Such an embodiment with automatic switching of the power supply of the radio device and the antennas is shown in Fig. 5. The battery of the radio device is indicated therein by reference numeral 10, the intermediate adapter by reference numeral 11 and the antenna connector for external antenna by reference numeral 3 '. The 12 V voltage of the car battery is used as the power supply here.

IIII

Claims

A radio device (1) having a transceiver, an associated device antenna (2) and switching devices for the optional connection of an external antenna, wherein the device antenna (2) is connected via semiconductor switches (5, 6 or 8) and the antenna connection of the external antenna (2) (antenna connector) (3) is connected to the transceiver via a first tuned high-frequency line (4), characterized in that by connecting an external antenna having a low DC resistance, the semiconductor switch (5, 6 or 8) enters the inhibit state, and the transceiver thus becomes connected to an external antenna.

Radio device according to Claim 1, characterized in that the semiconductor switch is a PIN diode (5), the emission resistance of which can be controlled by a diode current.

Radio device according to Claim 1, characterized in that the semiconductor switch is an FET switch (6).

Radio device according to one of Claims 1 to 3, characterized in that a second high-frequency cable (7) tuned to quarter-quarter or half-wave resonance is used in connection with the semiconductor switch.

Radio device according to Claim 1, characterized by an first half-frequency line (4) of arbitrary length between the antenna connector (3) and the transceiver and an additional half-conductor switch (9) on the link leading to the transceiver from the first high-frequency line (4).

5,94692

Radio device according to Claim 5, characterized in that the switching voltage from the device antenna (2) to the external antenna is provided by a direct voltage applied to the external antenna.

Radio device according to Claim 6, characterized in that an intermediate adapter (11) is arranged on the link of the radio device to the external antenna. «94692