JP3291846B2 - アンテナスイッチ共用器 - Google Patents
アンテナスイッチ共用器Info
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Description
帯電話等に代表される、送受信を時間的に切り換えて一
本のアンテナを共用する方式の無線通信機器で使用され
るアンテナスイッチ共用器に関するものである。
話等のディジタル化及び小型化に伴い、その実用性が注
目され、小型高性能及び多機能のものが要求されてい
る。以下、従来のアンテナスイッチ共用器の一例につい
て図16を用いて説明する。
300を示している。図16を参照すると、PINダイ
オード70の陽極電極は、送信周波数ftを持つ送信機
101と電気的に接続される送信端子79に結合コンデ
ンサ74を介して電気的に接続されるとともに、インダ
クタ78とコンデンサ75からなる高周波チョーク回路
を介して接地されている。PINダイオード70の陰極
電極は、受信周波数frを持つ受信機102と電気的に
接続される受信端子81にストリップライン73、83
と結合コンデンサ77を介して電気的に接続されてい
る。ここで、各ストリップライン73、83は、送信周
波数ftにおける伝搬波長をλgtとした時に、λgt
/4の長さを持つ。
は、アンテナ100と電気的に接続されるアンテナ端子
80に結合コンデンサ76を通して電気的に接続されて
いる。2つのストリップライン73と83の間の接続点
はPINダイオード71の陽極と陰極電極を通ってグラ
ンドと接続されている。また、ストリップライン83と
結合コンデンサ77の間の接続点はPINダイオード7
2の陽極と陰極電極を通ってグランドと接続されてい
る。さらに、インダクタ78とコンデンサ75の間の接
続点はバイアス端子82と電気的に接続されている。こ
のバイアス端子82は、スイッチ装置として使用される
PINダイオード70から72へ正方向バイアス電圧を
供給する電源201とスイッチ200を介して電気的に
接続されている。
共用器300について、以下その動作を説明する。
バイアス端子82に正方向バイアス電圧が印加されてい
ない場合、PINダイオード70から72はそれぞれオ
フになり、各PINダイオード70から72のインピー
ダンスはほぼ無限大になる。そのため、アンテナ端子8
0から送信端子79の方向を見たインピーダンスはほぼ
無限大となるために送信端子79はアンテナ端子80か
ら電気的に切り離され、一方アンテナ端子80と受信端
子81の間は電気的に接続されている。
なわち、バイアス端子82に電源201からスイッチ2
00を介して正方向バイアス電圧が印加された場合、P
INダイオード70から72はそれぞれオンになり、各
PINダイオード70から72のインピーダンスはほぼ
ゼロになる。そのため、2つのストリップライン73と
83の間の接続点は、PINダイオード71を介してグ
ランドに電気的にショートされる。したがって、アンテ
ナ端子80における位相はストリップライン73によっ
て送信周波数ftの4分の1波長分だけシフトされ、そ
してショートされている。その結果、アンテナ端子80
から受信端子81の方向を見たインピーダンスはほぼ無
限大となるために受信端子81はアンテナ端子80から
高周波的に切り離され、一方PINダイオード70はオ
ンになるため、送信端子79はアンテナ端子80と電気
的に接続される。
うな構成では、送信端子と受信端子の間の高アイソレー
ション特性を実現し、また、送信特性が受信側の周波数
特性に影響されないようにするためには、アンテナ端子
と受信端子の間のストリップライン及びPINダイオー
ドを多段にする必要がある。したがって、アンテナスイ
ッチ共用器内のストリップラインが長くなり大型化して
しまうので小型化が困難であるという問題点を有してい
た。また、受信側の挿入損失が増大してしまうので、高
性能な受信特性を得るためには挿入損失の少ない高性能
な受信フィルタが要求され、結果として受信フィルタが
大型化してしまうという問題点を有していた。
構造で小型高性能及び受信フィルタを内蔵するアンテナ
スイッチ共用器を提供することである。
めに本発明のディジタル通信用のアンテナスイッチ共用
器は、アンテナに電気的に接続されるアンテナ端子と、
ある送信周波数の送信信号を送信する送信機に電気的に
接続される送信端子と、送信周波数と異なる受信周波数
の受信信号を受信する受信機に電気的に接続される受信
端子と、アンテナ端子と受信端子の間に電気的に接続さ
れ受信信号を通過させ入力がコンデンサ結合方式である
受信フィルタと、受信フィルタの入力端子に電気的に接
続されアンテナ端子から受信フィルタの方向に見た時の
送信周波数におけるインピーダンス値がほぼ無限大とな
るインピーダンス調整素子と、アンテナ端子と送信端子
の間に電気的に接続され制御信号に応じてアンテナ端子
から送信端子の方向に見た時のインピーダンスをほぼ無
限大またはほぼゼロに切り換えられるスイッチ装置を具
備し、アンテナを送信機または受信機のいずれかに選択
的に接続するという構成を備えたものである。
と受信フィルタとインピーダンス調整素子を組み合わせ
ることで、小型高性能で簡単な構造を持ち、受信フィル
タを内蔵し、アンテナを送信機または受信機のいずれか
に選択的に接続するアンテナスイッチ共用器を提供する
ことができる。
器について、図面を参照しながら説明する。各実施例に
おいては、送信周波数ftを持つ送信機または送信周波
数ftと異なる受信周波数frを持つ受信機のいずれか
とアンテナを選択的に接続するアンテナスイッチ共用器
を提示している。
ッチ共用器について、図面を参照しながら説明する。図
1(a)は本発明の第1の実施例におけるアンテナスイ
ッチ共用器301の基板外観上面図である。図1(a)
おいて、図16で示されるのと同じ部品は図16と同じ
参照番号で示されている。
面には電極パターン14aから14hが形成されてい
る。スイッチ装置として用いられるPINダイオード1
の陽極電極は結合チップコンデンサ2と空心コイル5の
一端に電極パターン14aを介して電気的に接続され、
結合チップコンデンサ2の他端は電極パターン14eを
介して送信端子9に電気的に接続されている。送信端子
9には、送信周波数ftの送信信号を送信する送信機1
01が電気的に接続されている。
3とチップ抵抗7の一端が電極パターン14bを介して
電気的に接続され、チップコンデンサ3の他端は電極パ
ターン14cを介して電気的に接地され、チップ抵抗7
の他端は電極パターン14hを介してバイアス端子12
に電気的に接続されている。バイアス端子12には、電
源201の正電極がスイッチ200を介して電気的に接
続され、電源201の負電極は電気的に接地されてい
る。
は結合チップコンデンサ4と空心コイル6の一端と、受
信周波数frの受信信号を帯域通過させる平面型の誘電
体受信バンドパスフィルタ8の入力端子が電極パターン
14dを介して電気的に接続されている。空心コイル6
の他端は電極パターン14cを介して電気的に接地され
ている。結合チップコンデンサ4の他端はアンテナ10
0と電気的に接続されるアンテナ端子10に電極パター
ン14fを介して電気的に接続されている。さらに、受
信バンドパスフィルタ8の出力端子は、受信周波数fr
の受信信号を受信する受信機102が電気的に接続され
る受信端子11と電極パターン14gを介して電気的に
接続されている。
つのコンデンサ121から124は入出力端子間に互い
に電気的に直列に接続されている。コンデンサ121と
コンデンサ122の接続点はλgr/4の長さのストリ
ップライン111に電気的に接続されて接地され、コン
デンサ122とコンデンサ123の接続点はλgr/4
の長さのストリップライン112に電気的に接続されて
接地され、コンデンサ123とコンデンサ124の接続
点はλgr/4の長さのストリップライン113に電気
的に接続されて接地される。ここで、λgrは受信周波
数frにおける管内波長である。
受信バンドパスフィルタ8の入力端子から出力端子方向
を見たアドミタンスYfが
ンスLは送信周波数ftにおいて次式を満足するように
決定される。
デンサ4と空心コイル6の接続点P1から受信バンドパ
スフィルタ8の方向を見たアドミタンスYrは送信周波
数ftにおいて次式で表される。
れる。
るアンテナスイッチ共用器301の等価回路図を示して
いる。以上のように構成されたアンテナスイッチ共用器
301について、以下図1(b)を用いてその動作を説
明する。
バイアス端子12に正方向バイアス電圧が印加されてい
ない場合、PINダイオード1はオフになり、PINダ
イオード1のインピーダンスはほぼ無限大になる。その
ため、アンテナ端子10から送信端子9の方向を見たイ
ンピーダンスはほぼ無限大となるために送信端子9はア
ンテナ端子10から電気的に切り離され、一方アンテナ
端子10と受信端子11の間は受信周波数frにおいて
電気的に接続されている。
なわち、バイアス端子12に電源201からスイッチ2
00を介して正方向バイアス電圧が印加された場合、P
INダイオード1はオンになり、PINダイオード1の
インピーダンスはほぼゼロになる。(数4)から明らか
なように、空心コイル6が接続点P1に電気的に接続さ
れているので、接続点P1すなわちアンテナ端子10か
ら受信バンドパスフィルタ8の方向を見たアドミタンス
Yrは送信周波数ftにおいてほぼゼロになる。すなわ
ち、接続点P1から受信バンドパスフィルタ8の方向を
見たインピーダンスは送信周波数ftにおいてほぼ無限
大となる。したがって、受信端子11は送信周波数ft
においてアンテナ端子10から電気的に切り離され、一
方PINダイオード1はオンになるため、送信端子9は
アンテナ端子10と電気的に接続される。
端子10から受信バンドパスフィルタ8の方向を見たイ
ンピーダンスが送信周波数ftにおいてほぼ無限大にな
るので、受信機102の周波数特性による送信周波数特
性への影響がない。また、受信バンドパスフィルタを縦
続接続する必要がないので、図8で示される従来例のア
ンテナスイッチ共用器300と比べて、アンテナ端子1
0と受信端子11の間の挿入損失が小さいだけでなく、
送信端子9と受信端子11の間のアイソレーション特性
が改善される。さらに、図1(a)、図1(b)から明
らかなように、従来例のアンテナスイッチ共用器300
と比べて小型で簡単な回路構成を持つアンテナスイッチ
共用器301を容易に実現する事が出来る。
置としてPINダイオードが使われているが、本発明は
これに限定されるものではない。例えば、FET(電界
効果トランジスタ)であってもよい。
ッチ共用器について、図面を参照しながら説明する。
るアンテナスイッチ共用器302の基板外観上面図、図
2(b)は本発明の第2の実施例におけるアンテナスイ
ッチ共用器302の基板外観下面図である。図2
(a)、図2(b)において、図1(a)、図1
(b)、図16で示されるのと同じ部品は図1(a)、
図1(b)、図16と同じ参照番号で示されている。
面には電極パターン16aから16cと17aから17
gが形成されている。また、誘電体基板15の下面には
電極パターン18が形成されている。部品1、2、3、
5、7は、第1の実施例と同様の方法で、電極パターン
17aから17gを介して、端子9、10、12に電気
的に接続されている。
アンテナスイッチ共用器302の等価回路図である。
で示される第2の実施例の比較から明らかなように、第
2の実施例には、(a)空心コイル21と、(b)誘電
体受信バンドパスフィルタ23が付け加えられている。
これについては後ほど詳しく説明する。
端は電極パターン17dを介して結合コンデンサ4に電
気的に接続される。また、空心コイル21の他端は電極
パターン16aを介して受信バンドパスフィルタ23の
入力端子に電気的に接続される。
数frの受信信号を通過させるために空心コイル21と
受信端子11の間にあり、互いに直列に接続された3つ
のコンデンサ122から124と長さがλgr/4の3
つの誘電体同軸共振器111a、112a、113aで
構成されている。ここで、λgrは受信周波数frにお
ける管内波長である。
れる誘電体基板15上の隙間はコンデンサ122を構成
し、電極パターン16bと16cの間に形成される誘電
体基板15上の隙間はコンデンサ123を構成する。さ
らに、電極パターン16cと18の間の誘電体基板15
はコンデンサ124を構成する。したがって、受信バン
ドパスフィルタ23の入出力端子間に3つのコンデンサ
122から124が電気的に接続されていることにな
る。
電極パターン16aは誘電体同軸共振器111aを介し
て電気的に接地され、2つのコンデンサ122と123
の接続点の電極パターン16bは誘電体同軸共振器11
1bを介して電気的に接地され、2つのコンデンサ12
3と124の接続点の電極パターン16cは誘電体同軸
共振器111cを介して電気的に接地される。
受信バンドパスフィルタ23の入力端子から出力端子方
向を見たインピーダンスZfが
タンスLは送信周波数ftにおいて次式を満足するよう
に決定される。
デンサ4と空心コイル21の接続点P1から受信バンド
パスフィルタ23の方向を見たインピーダンスZrは送
信周波数ftにおいて次式で表される。
れる。
テナスイッチ共用器302の等価回路図を示している。
以上のように構成されたアンテナスイッチ共用器302
について、以下図3を用いてその動作を説明する。
バイアス端子12に正方向バイアス電圧が印加されてい
ない場合、PINダイオード1はオフになり、PINダ
イオード1のインピーダンスはほぼ無限大になる。その
ため、アンテナ端子10から送信端子9の方向を見たイ
ンピーダンスはほぼ無限大となるために送信端子9はア
ンテナ端子10から電気的に切り離され、一方アンテナ
端子10と受信端子11の間は受信周波数frにおいて
電気的に接続されている。
なわち、バイアス端子12に電源201からスイッチ2
00を介して正方向バイアス電圧が印加された場合、P
INダイオード1はオンになり、PINダイオード1の
インピーダンスはほぼゼロになる。(数8)から明らか
なように、空心コイル21が接続点P1に入力結合素子
として電気的に接続されているので、接続点P1すなわ
ちアンテナ端子10から受信バンドパスフィルタ23の
方向を見たインピーダンスZrは送信周波数ftにおい
てほぼ無限大になる。したがって、受信端子11は送信
周波数ftにおいてアンテナ端子10から電気的に切り
離され、一方PINダイオード1はオンになるため、送
信端子9はアンテナ端子10と電気的に接続される。
ッチ共用器302は第1の実施例と同様の効果を有する
ほかに、バイアス電流は空心コイル21から誘電体同軸
共振器111aを通ってグランドに流れていくので、第
1の実施例と比べて、受信バンドパスフィルタ8の1つ
のコンデンサ121が不要になる。その結果、前述のア
ンテナスイッチ共用器300、301と比べて小型で簡
単な回路構成を持つアンテナスイッチ共用器302が容
易に実現できる。
ッチ共用器について、図面を参照しながら説明する。
テナスイッチ共用器303の基板外観上面図である。図
4において、図1(a)、図1(b)、図2(a)、図
2(b)、図3、図16で示されるのと同じ部品は図1
(a)、図1(b)、図2(a)、図2(b)、図3、
図16と同じ参照番号で示されている。
は、電極パターン25aから25iと、互いに直列接続
されたマイクロストリップライン31、32として用い
られる電極パターン26が形成されている。また、誘電
体基板24の下面には全面に接地電極パターン(図示せ
ず)が形成されている。部品1、2、3、5、7は、第
1の実施例と同様の方法で、電極パターン25aから2
5c、25i、25fを介して、端子9、10、12に
電気的に接続されている。
用器303の等価回路図である。図1(b)で示される
第1の実施例と図5で示される第3の実施例の比較から
明らかなように、第3の実施例には、(a)第1の実施
例の空心コイル6のかわりにバイアス電流を流すための
空心コイル28と、(b)長さle1のマイクロストリ
ップライン32と、(c)マイクロストリップライン3
1と2つのコンデンサ27と29からなるローパスフィ
ルタ33が付け加えられている。これについては後ほど
詳しく説明する。
マイクロストリップライン31と32は電極パターン2
6で構成されている。空心コイル28の一端は、接続点
P1に対応する電極パターン26の中央点を介してPI
Nダイオード1の陰極電極とローパスフィルタ33の一
端に電気的に接続されている。一方、空心コイル28の
他端は電極パターン25eを介して電気的に接地されて
いる。ローパスフィルタ33の他端は電極パターン26
の一端を介してコンデンサ4の一端と電気的に接続され
ている。マイクロストリップライン32の他端は受信バ
ンドパスフィルタ8の電気的に接続されている。
ストリップライン31はλga/4の長さを持つ。ここ
で、λgaは、送信周波数ftまたは受信周波数frの
うち高い方の周波数より予め設定した余裕周波数分だけ
高い、ローパスフィルタ33のカットオフ周波数fcに
対応する管内波長である。
受信バンドパスフィルタ8の入力端子から出力端子方向
を見たインピーダンスZfが
32の長さle1は、接続点P1から受信バンドパスフ
ィルタ8の方向を見たインピーダンスZrが、送信周波
数ftにおける位相を接続点P1でスミスチャートの中
心の周りに
になるように決定される。図5は本発明の第3の実施例
におけるアンテナスイッチ共用器303の等価回路図を
示している。以上のように構成されたアンテナスイッチ
共用器303について、以下図5を用いてその動作を説
明する。
バイアス端子12に正方向バイアス電圧が印加されてい
ない場合、PINダイオード1はオフになり、PINダ
イオード1のインピーダンスはほぼ無限大になる。その
ため、アンテナ端子10から送信端子9の方向を見たイ
ンピーダンスはほぼ無限大となるために送信端子9はア
ンテナ端子10から電気的に切り離され、一方アンテナ
端子10と受信端子11の間は受信周波数frにおいて
電気的に接続されている。
なわち、バイアス端子12に電源201からスイッチ2
00を介して正方向バイアス電圧が印加された場合、P
INダイオード1はオンになり、PINダイオード1の
インピーダンスはほぼゼロになる。前述のように、マイ
クロストリップライン32は、接続点P1と受信バンド
パスフィルタ8の入力端子の間に入力結合素子として電
気的に接続されているので、接続点P1から受信バンド
パスフィルタ8の方向を見たインピーダンスZrは送信
周波数ftにおいてほぼ無限大になる。したがって、受
信端子11は送信周波数ftにおいてアンテナ端子10
から電気的に切り離され、一方PINダイオード1はオ
ンになるため、送信端子9はアンテナ端子10と電気的
に接続される。
ッチ共用器303は第1の実施例と同様の効果を有する
ほかに、結合コンデンサ4と接続点P1の間に挿入され
たローパスフィルタ33のために、ローパスフィルタ3
3のカットオフ周波数fcより高い周波数成分を持つ不
要な高次高調波が送信側、受信側とも十分に抑圧される
ので、送信と受信の両方の高次高調波特性が改善される
ことになる。
トリップライン31、32が用いられているが、本発明
はこれに限定されるものではない。ストリップラインや
コプレーナラインなどの伝送線路をマイクロストリップ
ライン31、32の代わりに用いてもよい。
ッチ共用器について、図面を参照しながら説明する。
テナスイッチ共用器304の基板外観上面図である。図
6において、図1(a)、図1(b)、図2(a)、図
2(b)、図3、図4、図5、図16で示されるのと同
じ部品は図1(a)、図1(b)、図2(a)、図2
(b)、図3、図4、図5、図16と同じ参照番号で示
されている。
は、電極パターン35aから35fと37と、そしてそ
れぞれがマイクロストリップライン共振器として動作す
るマイクロストリップライン111、112、113と
して用いられる電極パターン36a、36b、36cが
形成されている。また、誘電体基板34の下面には全面
に接地電極パターン(図示せず)が形成されている。部
品4、8、32は、第3の実施例と同様の方法で、端子
10、11に電気的に接続されている。
用器304の等価回路図である。図5で示される第3の
実施例と図7で示される第4の実施例の比較から明らか
なように、第4の実施例には、(a)長さλgr/4の
マイクロストリップライン46(ここでλgrは受信周
波数frにおける管内波長)と、(b)結合コンデンサ
39と、(c)スイッチ装置として用いられるNチャン
ネルFET38と、(d)高周波チョークとして用いら
れる空心コイル45と、(e)高周波チョークとして用
いられるコンデンサ41が付け加えられている。これに
ついては後ほど詳しく説明する。
マイクロストリップライン46と32は電極パターン3
7で構成されている。接続点P1に対応する電極パター
ン37の中央点は、マイクロストリップライン46と結
合コンデンサ39を介して送信端子9に電気的に接続さ
れている。また、電極パターン37の一端のマイクロス
トリップライン46とコンデンサ39の接続点はFET
38のソース電極に電気的に接続されている。FET3
8のドレイン電極は電極パターン35aを介して電気的
に接地され、ゲート電極は電極パターン35bと空心コ
イル45を介してバイアス端子12に電気的に接続され
ている。また、バイアス端子12はコンデンサ41と電
極パターン35aを介して電気的に接地されている。
テナスイッチ共用器304の等価回路図を示している。
以上のように構成されたアンテナスイッチ共用器304
について、以下図7を用いてその動作を説明する。
バイアス端子12に正方向バイアス電圧が印加された場
合、FET38はオンになり、FET38のソース電極
とドレイン電極の間のインピーダンスはほぼゼロにな
る。そして、マイクロストリップライン46のコンデン
サ39が接続されている一端はFET38を介してショ
ートされて電気的に接地される。すなわち、マイクロス
トリップライン46の他端における位相はマイクロスト
リップライン46によってλgr/4だけシフトされ、
そして、FET38を介して電気的に接地されている。
したがって、アンテナ端子10から送信端子9の方向を
見たインピーダンスZtはほぼ無限大となるために送信
端子9はアンテナ端子10から電気的に切り離され、一
方アンテナ端子10と受信端子11の間は受信周波数f
rにおいて電気的に接続されている。
なわち、バイアス端子12に電源201からスイッチ2
00を介して正方向バイアス電圧が印加されない場合、
FET38はオフになり、FET38のソース電極とド
レイン電極の間のインピーダンスはほぼ無限大になる。
さらに、前述のように、マイクロストリップライン32
が入力結合素子として接続点P1に電気的に接続されて
いるので、接続点P1すなわちアンテナ端子10から受
信バンドパスフィルタ8の方向を見たインピーダンスZ
rは送信周波数ftにおいてほぼ無限大になる。したが
って、受信端子11は送信周波数ftにおいてアンテナ
端子10から電気的に切り離され、一方FET38はオ
フになるため、送信端子9はアンテナ端子10と電気的
に接続される。
ッチ共用器304は第3の実施例と同様の効果を有す
る。
トリップライン32、46が用いられているが、本発明
はこれに限定されるものではない。ストリップラインや
コプレーナラインなどの伝送線路をマイクロストリップ
ライン32、46の代わりに用いてもよい。
第1の変形におけるアンテナスイッチ共用器304aの
等価回路図である。図8で示されるように、図7の第4
の実施例と比較すると、マイクロストリップライン32
と受信バンドパスフィルタ8の代わりに第2の実施例で
用いられた空心コイル21と受信バンドパスフィルタ2
3がそれぞれ用いられている。
第2の変形におけるアンテナスイッチ共用器304bの
等価回路図である。図9で示されるように、図7の第4
の実施例と比較すると、マイクロストリップライン46
の代わりにスイッチ装置としてNチャンネルFET38
aが用いられている。この場合、FET38aのゲート
電極は空心コイル45を介してバイアス端子12と電気
的に接続されている。また、バイアス端子12はコンデ
ンサ41を介して電気的に接地されている。第2の変形
において、アンテナ端子10と送信端子9の間の電気的
接続はFET38aによってスイッチされる。
の第3の変形におけるアンテナスイッチ共用器304c
の等価回路図である。図10で示されるように、前述の
第2の変形におけるマイクロストリップライン32と受
信バンドパスフィルタ8の代わりに、第2の実施例で用
いられた空心コイル21と受信バンドパスフィルタ23
がそれぞれ用いられている。
ッチ共用器について、図面を参照しながら説明する。
けるアンテナスイッチ共用器305の基板外観上面図、
図11(b)は本発明の第5の実施例におけるアンテナ
スイッチ共用器305の基板外観下面図である。図11
(a)、図11(b)において、図1(a)、図1
(b)、図2(a)、図2(b)、図3、図4、図5、
図6から図10、図16で示されるのと同じ部品は図1
(a)、図1(b)、図2(a)、図2(b)、図3、
図4、図5、図6から図10、図16と同じ参照番号で
示されている。
上面には、電極パターン53aから53cと54と55
aから55gが形成されている。また、誘電体基板52
の下面には接地電極パターン57が形成されるととも
に、誘電体基板34の下面の他の部分には電極パターン
56が形成されている。部品39、46、41、45、
38、4、21、23は、図8で示される第4の実施例
の第1の変形と同様の方法で、端子9から12に電気的
に接続されている。
されるアンテナスイッチ共用器305の等価回路図であ
る。図8で示される第4の実施例の第1の変形と図12
で示される第5の実施例の比較から明らかなように、第
5の実施例には、長さλgr/4を持つ電極パターン5
4のマイクロストリップライン46の両端に2つのコン
デンサ58と59がそれぞれ付け加えられている。ここ
でλgrは受信周波数frにおける管内波長である。そ
の結果、マイクロストリップライン46と2つのコンデ
ンサ58と59はローパスフィルタ60を構成する。こ
こで、ローパスフィルタ60のカットオフ周波数は送信
周波数ftより予め設定した余裕周波数分だけ高い周波
数に設定されている。
ンテナスイッチ共用器305の等価回路図を示してい
る。以上のように構成されたアンテナスイッチ共用器3
05について、以下図12を用いてその動作を説明す
る。
バイアス端子12に正方向バイアス電圧が印加された場
合、FET38はオンになり、FET38のソース電極
とドレイン電極の間のインピーダンスはほぼゼロにな
る。そして、マイクロストリップライン46のコンデン
サ39が接続されている一端はFET38を介してショ
ートされて電気的に接地される。すなわち、マイクロス
トリップライン46の他端における位相はマイクロスト
リップライン46によってλgr/4だけシフトされ、
そして、FET38を介して電気的に接地されている。
したがって、アンテナ端子10から送信端子9の方向を
見たインピーダンスZtはほぼ無限大となるために送信
端子9はアンテナ端子10から電気的に切り離され、一
方アンテナ端子10と受信端子11の間は受信周波数f
rにおいて電気的に接続されている。
なわち、バイアス端子12に電源201からスイッチ2
00を介して正方向バイアス電圧が印加されない場合、
FET38はオフになり、FET38のソース電極とド
レイン電極の間のインピーダンスはほぼ無限大になる。
さらに、前述のように、空心コイル21が入力結合素子
として接続点P1に電気的に接続されているので、接続
点P1すなわちアンテナ端子10から受信バンドパスフ
ィルタ23の方向を見たインピーダンスZrは送信周波
数ftにおいてほぼ無限大になる。したがって、受信端
子11は送信周波数ftにおいてアンテナ端子10から
電気的に切り離され、一方FET38はオフになるた
め、送信端子9はアンテナ端子10と電気的に接続され
る。
ッチ共用器305は第4の実施例と同様の効果を有する
ほかに、ローパスフィルタ60が接続点P1とコンデン
サ39の間に挿入されているので、不要な高次高調波が
十分に抑圧される。
トリップライン46が用いられているが、本発明はこれ
に限定されるものではない。ストリップラインやコプレ
ーナラインなどの伝送線路をマイクロストリップライン
46の代わりに用いてもよい。
ッチ共用器について、図面を参照しながら説明する。
ンテナスイッチ共用器306の等価回路図である。図1
3において、図1(a)、図1(b)、図2(a)、図
2(b)、図3、図4、図5、図6から図10、図11
(a)、図11(b)、図12、図16で示されるのと
同じ部品は図1(a)、図1(b)、図2(a)、図2
(b)、図3、図4、図5、図6から図10、図11
(a)、図11(b)、図12、図16と同じ参照番号
で示されている。
うに、アンテナスイッチ共用器306は図1(b)で示
される第1の実施例のアンテナスイッチ共用器301に
加えてローパスフィルタ61を含むことが特徴である。
ここで、ローパスフィルタ61のカットオフ周波数は送
信周波数ftより予め設定した余裕周波数分だけ高い周
波数に設定されている。
施例のアンテナスイッチ共用器301と同様の動作を行
うが、ローパスフィルタ61が接続点P1と送信端子9
の間に挿入されているので、送信信号の不要な高次高調
波が十分に抑圧される。
ッチ共用器について、図面を参照しながら説明する。
ンテナスイッチ共用器307の分解斜視図、図15は本
発明の第7の実施例におけるアンテナスイッチ共用器3
07の等価回路図である。図14と図15において、図
1(a)、図1(b)、図2(a)、図2(b)、図
3、図4、図5、図6から図10、図11(a)、図1
1(b)、図12、図13、図16で示されるのと同じ
部品は図1(a)、図1(b)、図2(a)、図2
(b)、図3、図4、図5、図6から図10、図11
(a)、図11(b)、図12、図13、図16と同じ
参照番号で示されている。
4と図15で示される第7の実施例の比較から明らかな
ように、アンテナスイッチ共用器307は以下に示す特
徴を有している。(a)マイクロストリップライン32
を含まない、(b)コンデンサ4の代わりにコンデンサ
40が用いられている、(c)アンテナ端子10とコン
デンサ40の間にコイル70とその両端に接続された2
つのコンデンサ71と72から構成されるローパスフィ
ルタ62が存在する。ここで、ローパスフィルタ62の
カットオフ周波数fcは、第3の実施例のローパスフィ
ルタ33と同様に、送信周波数ftと受信周波数frの
周波数のうちいずれか高い方の周波数より予め設定した
余裕周波数分だけ高い周波数に設定されている。
のような特徴を有している。積層された上下2つの誘電
体基板63aと63bで構成されている。上側誘電体基
板63bの底面には図示されていないが電極パターンが
形成され、また、下側誘電体基板63aの上面には電極
パターン64と65が形成されている。ここで、電極パ
ターン64はマイクロストリップライン46を構成し、
電極パターン65は2つのコンデンサ71と72として
用いられる2つの電極とコイル70として用いられるマ
イクロストリップラインを構成する。さらに、接地電極
パターン80が下側誘電体基板63aの下面全面に形成
されている。すなわち、アンテナスイッチ共用器307
は積層された誘電体基板63aと63bの内層に形成さ
れた電極パターン64と65で構成されているという特
徴を持っている。
ンテナスイッチ共用器307の等価回路図を示してい
る。以上のように構成されたアンテナスイッチ共用器3
07について、以下図15を用いてその動作を説明す
る。
バイアス端子12に正方向バイアス電圧が印加された場
合、FET38はオンになり、FET38のソース電極
とドレイン電極の間のインピーダンスはほぼゼロにな
る。そして、マイクロストリップライン46のコンデン
サ39が接続されている一端はFET38を介してショ
ートされて電気的に接地される。すなわち、マイクロス
トリップライン46の他端における位相はマイクロスト
リップライン46によってλgr/4だけシフトされ、
そして、FET38を介して電気的に接地されている。
したがって、アンテナ端子10から送信端子9の方向を
見たインピーダンスZtはほぼ無限大となるために送信
端子9はアンテナ端子10から電気的に切り離され、一
方アンテナ端子10と受信端子11の間は受信周波数f
rにおいて電気的に接続されている。
なわち、バイアス端子12に電源201からスイッチ2
00を介して正方向バイアス電圧が印加されない場合、
FET38はオフになり、FET38のソース電極とド
レイン電極の間のインピーダンスはほぼ無限大になる。
さらに、前述のように、空心コイル6が接続点P1に電
気的に接続されているので、接続点P1から受信バンド
パスフィルタ8の方向を見たインピーダンスZrは送信
周波数ftにおいてほぼ無限大になる。したがって、受
信端子11は送信周波数ftにおいてアンテナ端子10
から電気的に切り離され、一方FET38はオフになる
ため、送信端子9はアンテナ端子10と電気的に接続さ
れる。
ッチ共用器307は第1の実施例および第4の実施例と
同様の効果を有するほかに、結合コンデンサ40とアン
テナ端子10の間に挿入されているローパスフィルタ6
2のために、送信信号と受信信号の両方において高次高
調波特性が十分に抑圧されることになる。
ローパスフィルタ62は、電極パターン65と66によ
って積層された誘電体基板63aと63bの内層に形成
されているので、アンテナスイッチ共用器307の実装
面積を小さくでき、より小型のアンテナスイッチ共用器
307を提供することができる。
イッチ共用器について説明する。以上説明の実施例にお
いて、平面型の誘電体受信バンドパスフィルタ8と誘電
体同軸受信バンドパスフィルタ23が用いられたが、本
発明はこれに限定されるものではない。例示すれば、例
えばSAW(弾性表面波)フィルタなどのフィルタを用
いることができ、(a)受信周波数frの受信信号を通
過させ送信信号の通過を妨げる様々な種類のバンドパス
フィルタ、(b)送信信号の通過を阻止する様々な種類
のバンドストップフィルタを用いることができる。
形と第5の実施例と第7の実施例において、FET38
がスイッチ装置として使われている。しかし、本発明は
これに限定されるものではない。FET38の代わり
に、PINダイオードを用いても構わない。
それの実施例に関連づけて記述されているが、様々な構
成の組み替えや変形が当該専門家にとっては明らかであ
る。そのような組み替えや変形は、請求項で記述される
定義からはずれない限り、本発明の範疇に含まれると理
解されるべきである。
によって、小型高性能で簡単な構造を持ち、受信フィル
タを内蔵するアンテナスイッチ共用器を提供することが
できる。
ナスイッチ共用器の基板外観上面図 (b)は本発明の第1の実施例におけるアンテナスイッ
チ共用器の等価回路図
ナスイッチ共用器の基板外観上面図 (b)は本発明の第2の実施例におけるアンテナスイッ
チ共用器の基板外観下面図
チ共用器の等価回路図
チ共用器の基板外観上面図
チ共用器の等価回路図
チ共用器の基板外観上面図
チ共用器の等価回路図
ンテナスイッチ共用器の等価回路図
ンテナスイッチ共用器の等価回路図
アンテナスイッチ共用器の等価回路図
テナスイッチ共用器の基板外観上面図 (b)は本発明の第5の実施例におけるアンテナスイッ
チ共用器の基板外観下面図
ッチ共用器の等価回路図
ッチ共用器の等価回路図
ッチ共用器の分解斜視図
ッチ共用器の等価回路図
Claims (10)
- 【請求項1】アンテナに電気的に接続されるアンテナ端
子と、ある送信周波数の送信信号を送信する送信機に電
気的に接続される送信端子と、前記送信周波数と異なる
受信周波数の受信信号を受信する受信機に電気的に接続
される受信端子と、前記アンテナ端子と前記受信端子の
間に電気的に接続され受信信号を通過させ入力がコンデ
ンサ結合方式である受信フィルタと、前記受信フィルタ
の入力端子に電気的に接続され前記アンテナ端子から前
記受信フィルタの方向に見た時の前記送信周波数におけ
るインピーダンス値がほぼ無限大となるインピーダンス
調整素子と、前記アンテナ端子と前記送信端子の間に電
気的に接続され制御信号に応じて前記アンテナ端子から
前記送信端子の方向に見た時のインピーダンスをほぼ無
限大またはほぼゼロに切り換えられるスイッチ装置を具
備し、アンテナを送信機または受信機のいずれかに選択
的に接続するディジタル通信用のアンテナスイッチ共用
器。 - 【請求項2】インピーダンス調整素子が、受信フィルタ
の入力端子とグランドの間に電気的に接続されたインダ
クタであることを特徴とする請求項1記載のアンテナス
イッチ共用器。 - 【請求項3】インピーダンス調整素子が、受信フィルタ
の入力端子とアンテナ端子の間に電気的に接続され、前
記アンテナ端子から前記受信フィルタの方向に見たイン
ピーダンスが送信周波数においてほぼ無限大となる長さ
を持つ伝送線路であることを特徴とする請求項1記載の
アンテナスイッチ共用器。 - 【請求項4】スイッチ装置がPINダイオードであるこ
とを特徴とする請求項1から3のいずれかに記載のアン
テナスイッチ共用器。 - 【請求項5】スイッチ装置が電界効果トランジスタであ
ることを特徴とする請求項1から3のいずれかに記載の
アンテナスイッチ共用器。 - 【請求項6】スイッチ装置が、アンテナ端子と送信端子
の間に電気的に接続され受信周波数において4分の1波
長の長さを持つ伝送線路と、前記送信端子とグランドの
間に電気的に接続され制御信号に応じてオンオフして前
記アンテナ端子から前記送信端子の方向に見た時のイン
ピーダンスを前記伝送線路と組み合わせてほぼ無限大ま
たはほぼゼロに切り換えられるスイッチ素子を含むこと
を特徴とする請求項1から3のいずれかに記載のアンテ
ナスイッチ共用器。 - 【請求項7】アンテナに電気的に接続されるアンテナ端
子と、ある送信周波数の送信信号を送信する送信機に電
気的に接続される送信端子と、前記送信周波数と異なる
受信周波数の受信信号を受信する受信機に電気的に接続
される受信端子と、前記アンテナ端子と前記受信端子の
間に電気的に接続され受信信号を通過させる受信フィル
タと、前記受信フィルタの入力端子に電気的に接続され
前記アンテナ端子から前記受信フィルタの方向に見た時
の前記送信周波数におけるインピーダンス値がほぼ無限
大となるインピーダンス調整素子と、前記アンテナ端子
と前記送信端子の間に電気的に接続され制御信号に応じ
て前記アンテナ端子から前記送信端子の方向に見た時の
インピーダンスをほぼ無限大またはほぼゼロに切り換え
られるスイッチ装置を具備し、前記インピーダンス調整
素子の一端は前記受信フィルタを構成する共振器に直接
に電気的に接続され、前記インピーダンス調整素子の他
端は前記アンテナ端子に電気的に接続され、アンテナを
送信機または受信機のいずれかに選択的に接続するディ
ジタル通信用のアンテナスイッチ共用器。 - 【請求項8】インピーダンス調整素子が、受信フィルタ
の入力端子とアンテナ端子の間に電気的に接続されたイ
ンダクタであることを特徴とする請求項7記載のアンテ
ナスイッチ共用器。 - 【請求項9】スイッチ装置がPINダイオードであるこ
とを特徴とする請求項7に記載のアンテナスイッチ共用
器。 - 【請求項10】スイッチ装置が電界効果トランジスタで
あることを特徴とする請求項7に記載のアンテナスイッ
チ共用器。
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JP16890093A Expired - Lifetime JP3291846B2 (ja) | 1992-07-08 | 1993-07-08 | アンテナスイッチ共用器 |
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-
1993
- 1993-07-08 JP JP16890093A patent/JP3291846B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
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