JP3652562B2 - 送受信機 - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は送信周波数と受信受信周波数とが同じで、アンテナを共有するデータ伝送用などの送受信機に関する。
【0002】
【従来の技術】
図7は従来の送受信機の構成を示し、送信回路31と受信回路32とがアンテナ切替回路33を介してアンテナ34に接続される。アンテナ切替回路33は送信回路31及び受信回路32と共にプリント基板(図示せず)上に構成される。
【0003】
アンテナ切替回路33は、基本的には、送受信周波数に対して1/4波長の長さの伝送線路33aと二つのスイッチダイオード33b、33cを有している。伝送線路3aはプリント基板上に被着された導体によって形成されている。伝送線路33aの一端と第一のスイッチダイオード33bのカソードとが互いに接続され、その接続点がアンテナ34に接続される。また、伝送線路33aの他端に第二のスイッチダイオード33cのアノードが接続され、そのカソードが接地される。そして、送信回路31の出力端が第一のスイッチダイオード33bのアノードに接続され、受信回路32の入力端が伝送線路33aの他端に接続される。
【0004】
そして、送信時には第一のスイッチダイオード33bのアノードにチョークインダクタ33dを介して送信または受信の切り替え電圧を印加する。すると、第一のスイッチダイオード33bと第二のスイッチダイオード33cが導通する。この状態で、送信回路31から出力された送信信号が第一のスイッチダイオード33bを通過してアンテナ34に出力される。このとき、第二のスイッチダイオード33cも導通しているので、伝送線路33a側に入力された送信信号は第二のスイッチダイオード33cによって全反射され、受信回路32には入力されない。
【0005】
一方、受信時には第一のスイッチダイオード33bのアノードに切り替え電圧を印加しない。すると、第一のスイッチダイオード33bと第二のスイッチダイオード33cとが非導通となる。従って、アンテナ34で受信された信号は送信回路31に入力されることなく伝送線路33aを経由して受信回路32に入力される。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
従来の送受信機では、アンテナ切替回路33は二個のスイッチダイオードを使用し、また切り替え電圧を印加するためのチョークインダクタを必要とする。そのため、プリント基板にはこれら部品を配置するためのスペースを確保しなければならず、プリント基板が大きくなり、小型化が図れなかった。
また、使用部品数が多いので、その分コスト高になっていた
【0007】
そこで、本発明の送受信機は、アンテナ切り替えのための部品点数を少なくしてコスト低減を図ると共に受信回路及び送信回路を構成するプリント基板のスペースを少なくして小型化を図ることを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決する手段として、本発明の送受信機は、プリント基板と、前記プリント基板上に構成された送信回路及び受信回路と、アンテナが構成され、前記プリント基板上に搭載された直方体の誘電体ブロックとを備え、前記誘電体ブロックの表面に、前記アンテナとなる第一の帯状導体と、前記第一の帯状導体の長さ方向のほぼ中央から分岐する第二及び第三の帯状導体を形成し、前記第一の帯状導体の一方の端部に設けた第一の端子と、前記第一の帯状導体の他方の端部に設けた第四の端子と、前記第二の帯状導体の端部に設けた第二の端子と、前記第三の帯状導体の端部に設けた第三の端子とをそれぞれ前記誘電体ブロックの同一の側面に形成し、前記側面が前記プリント基板の面に垂直となる状態で前記誘電体ブロックを搭載し、前記第一の端子を前記プリント基板上に形成した接地導体に接続し、前記第二の端子を前記送信回路に接続し、前記第三の端子を前記受信回路に接続した。
【0009】
また、本発明の送受信機は、前記第一乃至第三の帯状導体が前記誘電体ブロックを巻回するように、前記第一乃至第三の帯状導体を前記誘電体ブロックの四面にわたって形成した。
【0011】
また、本発明の送受信機は、前記第一の帯状導体の長さを送受信周波数に対応する波長のほぼ1/2とし、前記第二の帯状導体の長さを送信周波数に対応する波長のほぼ1/4とし、前記第二の伝送線路の長さを受信周波数に対する波長のほぼ1/4とした。
【0013】
【発明の実施の形態】
図1は本発明の送受信機のブロック回路構成を示す。図1において、アンテナ1には第一の伝送線路2と第二の伝送線路3とが接続され、送信回路4は第一の伝送線路2を直列に介してアンテナ1に接続され、受信回路5は第二の伝送線路3を直列に介してアンテナに接続される。
【0014】
送信回路4及び受信回路5はプリント基板(図5の20参照)上に構成される。また、第一の伝送回路2及び第二の伝送線路3は、例えば、プリント基板上に被着された導体によって形成される。そして、第一の伝送線路2の長さは送信周波数の波長のほぼ1/4に設定され、第二の伝送線路3の長さは受信周波数の波長のほぼ1/4に設定される。従って、受信周波数と送信周波数とが同じであればそれらの長さは等しくなる。
【0015】
アンテナ1は通常1/2波長または1/4波長の長さの線路で構成され、インピーダンスはその長さによって異なり、例えば、1/2波長であればおよそ73オーム、1/4波長であれば半分の36オームとなる。また、一般に、回路系(受信回路4、送信回路5等)の入力または出力インピーダンスは50オームで設計されている。そこで、Zi=(Z0×R)1/2となることから、第一の伝送線路4と第二の伝送線路5との特性インピーダンスを適宜に設定することによってアンテナ1のインピーダンスと送信回路4の出力インピーダンスとを整合させることができ、同様に、アンテナ1のインピーダンスと受信回路5の入力インピーダンスとを整合させることができる。(ただし、上記の式でZinはアンテナ1と伝送線路2、3との接続点から送信回路4または受信回路5側をみたインピーダンス、Z0は伝送線路2、3の特性インピーダンス、Rは送信回路4の出力インピーダンスまたは受信回路5の入力インピーダンスである。)
【0016】
そして、受信時には、アンテナ1で受信した受信信号は第二の伝送線路3を介して受信回路5に入力されるが、受信信号は第一の伝送線路2へも分岐され、それが送信回路4の出力端に入力される。その結果、受信回路5の入力端では受信信号が若干(ほぼ3dB)低下すが実用上は問題が無い。また、送信回路4においては、受信信号はその出力端に入力されるので特に問題がないが、受信時には送信回路4への電源電圧の供給が停止状態になっているので全く問題は生じない。
【0017】
なお、受信回路5に入力される受信信号のレベル低下が問題になるのであれば、図2に示すように、第一の伝送線路2と送信回路4との接続点を第一のスイッチダイオード6によってグランドに接続し、受信時にこのスイッチダイオード6をオンさせ、送信時にオフさせるようにすれば、送信回路4に入力される受信信号は全反射されるので、受信回路5の入力端でのレベル低下を防ぐことができる。
【0018】
一方、送信時には、送信回路4から出力された送信信号が第一の伝送線路2を介してアンテナ1に入力される。この際、送信信号の一部が第二の伝送線路3側に分岐されて、それが受信回路5に入力されるが、送信時には受信回路5へ供給する電源電圧が供給停止となっているので受信回路5において問題を生じることはない。また、第二の伝送線路3に分岐することで、アンテナ1から放射する送信パワーが若干(ほぼ3dB)低下するがほとんど問題になることはないが、送信回路4の出力パワーを高めることで出力低下に対応できる。あるいは、図3に示すように、第二の伝送線路3と受信回路5との接続点とグランドとの間に第二のスイッチダイオード7を接続し、送信時にこのスイッチダイオード6をオンさせ、受信時にオフさせるようにすれば、受信回路5の入力端で送信信号が全反射し、出力パワーの低下が防げる。
【0019】
図4は本発明の送受信機に使用するアンテナ1と第一の伝送線路2と第二の伝送線路3とを誘電体ブロック上に形成して一つのブロック部品として構成したアンテナブロック10の斜視図である。
【0020】
図4において、直方体状または平板状の誘電体ブロック11は誘電損失の少ないセラミックからなってる。そして、誘電体ブロック11の上面11a、対向する側面11b、11c、下面11dの四面にわたって、誘電体ブロック11を巻回するように銀ペーストを印刷することによって帯状の第一の導体(第一の帯状導体)12と帯状の第二の導体(第二の帯状導体)13と帯状の第三の導体(第三の帯状導体)14とが形成される。第一の帯状導体12の長さは送受信周波数のほぼ1/2波長の長さに設定され、アンテナ1を構成する。
【0021】
また、第二の帯状導体13と第三の帯状導体14とは、第一の帯状導体12の長さ方向のほぼ中央から分岐して形成され、それらの長さは送受信周波数のほぼ1/4波長の長さに設定され、第二の帯状導体13が第一の伝送線路2を構成し、第三の帯状導体14が第二の伝送線路3を構成する。
【0022】
そして、第一の帯状導体12の一方の端部に接続された第一の端子12aと、第二の帯状導体13の端部に接続された第二の端子13aと、第三の帯状導体14の端部に接続された第三の端子14aとが側面11bに形成される。
【0023】
以上のように構成されたアンテナブロック10は、図5に示すように、送信回路4及び受信回路5が構成されるプリント基板20上に載置される。
そして、送信回路4を第二の端子13aに接続することによって第一の伝送線路2と接続され、受信回路5を第三の端子14aに接続することによって第二の伝送線路3と接続される。
また、第一の端子12aはプリント基板10上に形成された接地導体(図示せず)に接続される。 従って、プリント基板20上には送信回路4と受信回路5との以外にはアンテナブロック10のみを搭載するだけでよい。
また、アンテナ1、第一の電送線路2、第二の電送線路3が誘電体ブロック11の表面に設けるので、誘電体ブロック11が小さくても必要とする長さが得られ、小型化が図れ、組立作業も簡単になる。
【0024】
まお、第一の帯状導体12の他方の端部に接続された第四の端子12bを誘電体ブロック11の側面11に設けておき、第四の端子12bを終端コンデンサ12cによって接地導体に接続すれば(図6参照)、第一の帯状導体12の長さを短縮できる。
【0025】
【発明の効果】
以上のように、本発明の送受信機は、誘電体ブロックの表面に、アンテナとなる第一の帯状導体と、第一の帯状導体の長さ方向のほぼ中央から分岐する第二及び第三の帯状導体を形成し、第一の帯状導体の一方の端部に設けた第一の端子と、第一の帯状導体の他方の端部に設けた第四の端子と、第二の帯状導体の端部に設けた第二の端子と、第三の帯状導体の端部に設けた第三の端子とをそれぞれ誘電体ブロックの同一の側面に形成し、側面がプリント基板の面に垂直となる状態で誘電体ブロックを搭載し、第一の端子をプリント基板上に形成した接地導体に接続し、第二の端子を送信回路に接続し、第三の端子を受信回路に接続したので、第二の帯状導体の端部と第三の帯状導体の端部とをそれぞれ誘電体ブロックの側面で第二の端子と第三の端子とすることができ、送信回路と第二の端子との接続及び受信回路と第三の端子との接続がし易くなり、送信回路及び受信回路がそれぞれ第二の帯状導体及び第三の帯状導体を介してアンテナに接続でき、第二の帯状導体及び第三の帯状導体を伝送線路とすることができる。従って、コンパクトな構成で小型化が図れ、コストも下げられる。また、組立作業も簡素になる。
【0026】
また、本発明の送受信機は、第一乃至第三の帯状導体が誘電体ブロックを巻回するように、第一乃至第三の帯状導体を誘電体ブロックの四面にわたって形成したので、誘電体ブロックを小型にしても第一乃至第三の帯状導体の必要な長さを確保できる。
【0028】
また、本発明の送受信機は、第一の帯状導体の長さを送受信周波数に対応する波長のほぼ1/2とし、第二の帯状導体の長さを送信周波数に対応する波長のほぼ1/4とし、第二の伝送線路の長さを受信周波数に対する波長のほぼ1/4としたので、アンテナと送信回路及び受信回路との間にアンテナ切替回路を設けなくても送信と受信が可能となり部品点数を減らしてコスト低減ができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の送受信機の構成を示すブロック構成図である。
【図2】本発明の送受信機の他の構成を示すブロック構成図である。
【図3】本発明の送受信機のさらに他の構成を示すブロック構成図である。
【図4】本発明の送受信機に使用するアンテナブロックの構成を示す斜視図である。
【図5】本発明の送受信機の組立状態を示す斜視図である。
【図6】本発明の送受信機に使用するアンテナブロックの等価回路図である。
【図7】従来の送受信機の構成を示すブロック構成図である。
【符号の説明】
1 アンテナ
2 第一の伝送線路
3 第二の伝送線路
4 送信回路
5 受信回路
6 第一のスイッチダイオード
7 第二のスイッチダイオード
10 アンテナブロック
11 誘電体ブロック
11a 上面
11b、11c 側面
11d 下面
12 第一の帯状導体
12a 第一の端子
12b 第四の端子
12c 終端コンデンサ
13 第二の帯状導体
13a 第二の端子
14 第三の帯状導体
14a 第三の端子
20 プリント基板

Claims (3)

  1. プリント基板と、前記プリント基板上に構成された送信回路及び受信回路と、アンテナが構成され、前記プリント基板上に搭載された直方体の誘電体ブロックとを備え、前記誘電体ブロックの表面に、前記アンテナとなる第一の帯状導体と、前記第一の帯状導体の長さ方向のほぼ中央から分岐する第二及び第三の帯状導体を形成し、前記第一の帯状導体の一方の端部に設けた第一の端子と、前記第一の帯状導体の他方の端部に設けた第四の端子と、前記第二の帯状導体の端部に設けた第二の端子と、前記第三の帯状導体の端部に設けた第三の端子とをそれぞれ前記誘電体ブロックの同一の側面に形成し、前記側面が前記プリント基板の面に垂直となる状態で前記誘電体ブロックを搭載し、前記第一の端子を前記プリント基板上に形成した接地導体に接続し、前記第二の端子を前記送信回路に接続し、前記第三の端子を前記受信回路に接続したことを特徴とする送受信機。
  2. 前記第一乃至第三の帯状導体が前記誘電体ブロックを巻回するように、前記第一乃至第三の帯状導体を前記誘電体ブロックの四面にわたって形成したことを特徴とする請求項1記載の送受信機。
  3. 前記第一の帯状導体の長さを送受信周波数に対応する波長のほぼ1/2とし、前記第二の帯状導体の長さを送信周波数に対応する波長のほぼ1/4とし、前記第二の伝送線路の長さを受信周波数に対する波長のほぼ1/4としたことを特徴とする請求項1又は2に記載の送受信機。
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