JP3677396B2 - High frequency circuit - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、異なる2つの周波数帯の送受信を行う受信回路、送信回路、アンテナを含み、アンテナと送信回路又は受信回路との切り換えを行うデュアルバンド対応の高周波回路に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
高周波回路は、デジタル携帯電話などにおいて、送信回路TXとアンテナANTとの接続および受信回路RXとアンテナANTとの接続を切り換える高周波スイッチを具備して構成されている。しかも、通信システムの複雑化に伴い、2つの通信システムに対応したデュアルバンド対応が希求されている。
【0003】
図6は、送信回路TXとアンテナANTとの接続および受信回路RXとアンテナANTとの接続を切り換える高周波スイッチ部分の回路図である。
【0004】
図において、1は送信回路と接続される送信端子であり、2はアンテナが接続されるアンテナ端子であり、3、4は、受信回路と接続される受信端子である。
【0005】
尚、受信端子3は、通信システムの受信周波数に応じた、例えばハイパスフィルタを介して受信回路に接続されている。受信端子4は、通信システムの受信周波数に応じた、例えばローパスフィルタを介して受信回路に接続される。
【0006】
送信端子1は、コンデンサ5を介して第1のダイオード6のアノードが接続される。第1のダイオード6のアノードは、コンデンサ16を介して接地される。
【0007】
また、第1のダイオード6のアノードとコンデンサ16との間に、抵抗13を介してコントロール端子12を備えている。このコントロール端子12によって、第1ダイオード6等にかかるバイアス電圧によるON−OFF制御を行う。
【0008】
また、第1のダイオード6のカソードは、コンデンサ7を介してアンテナ端子2を介してアンテナANTに接続される。
【0009】
アンテナANTに接続されたコンデンサ7には、第1のストリップライン8、コンデンサ9との直列回路を介して、受信端子3に接続される。また、第1及び第2のストリップライン8、10とコンデンサ11との直列回路を介して受信端子4に接続される。
【0010】
また、第1のストリップライン8と第2のストリップライン10との接続点と、グランド電位との間に、コンデンサ17を介してカソードがグランド側となる第3のダイオード14のアノードが接続される。また、第3のダイオード14とコンデンサ17との間に、第3のダイオード14のON−OFF制御を行うコントロール端子18を備えている。
【0011】
さらに、第2のストリップライン10とコンデンサ11との間には、カソードがグランド側となるダイオード15のアノードが接続される。
【0012】
尚、図において、第1のストリップライン8の長さは、第1の送信周波数帯域F1 の波長のλ1 /4に相当し、また、第1のストリップライン8と第2のストリップライン10との合計の長さは、第2の送信周波数帯域F2 の波長のλ2 /4の長さに相当している。
【0013】
この高周波回路において、第1の送信周波数帯域F1 で送信する場合には、コントロール端子12、18に第1〜第3のダイオード6、14、15がONとなるように所定電圧信号を与える。
【0014】
また、第2の送信周波数帯域F2 で送信する場合には、コントロール端子12、18に第1〜第2のダイオード6、15がONとなるように、第2のダイオード14がOFFとなるように所定電圧信号を与える。
【0015】
第1の送信周波数帯域F1 の送信においては、送信回路TXからアンテナANTに送信信号が送信される。この時、第1のストリップライン8の線路長が第1の送信周波数帯域F1 のλ/4に設定されており、その受信回路側の一端がグランド電位となるため、図2に示すように、第1のストリップライン8はショートスタブとして動作して、第1のストリップライン8から送信回路側をみた時、第1の送信周波数帯域F1 に対してインピーダンス無限大となる。このため、第1の送信信号は、受信回路には伝達されない。
【0016】
また、第2の送信周波数帯域F2の送信においては、送信回路TXからアンテナANTに送信信号が送信される。この時、第3のダイオード14がOFFとなり、第1及び第2のストリップライン8、10が1つのストリップラインとして動作する。この場合でも、第1及び第2のストリップライン8、10が1つのストリップラインの一端がグランド電位となり、第2の送信信号は受信回路に伝達されない。
【0017】
さらに、受信時においては、コントロール端子12、18に第1〜第3のダイオード6、14、15をOFFとなるような所定電圧が与えられる。
【0018】
これにより、第1のダイオード6がOFFであるため、受信信号がアンテナ端子2から送信端子2に伝達されることがない。同時に、第2のダイオード15及び第3のダイオード15がOFF状態であるため、第1のストリップライン8及びストリップライン10は単なる伝送路として動作することになる。従って、受信信号は、受信端子3、4に導出される。ここで、周波数帯の選別は、受信端子3、4と受信回路との間のフィルタ(図示せず)によって達成される。
【0019】
例えば第1の受信周波数帯域F1 (第2の受信周波数帯域F2 に比較して周波数が高い)を受信する場合には、受信端子3にハイパスフィルタのフィルタを、第2の受信周波数帯域F2 を受信する場合には、受信端子4にローパスフィルタのフィルタを用いる。尚、両フィルタにおいて、カットオフ周波数は、F2 とF1 との間の周波数にすればよい。
【0020】
【発明が解決しようとする課題】
上述の回路構成において、第1のストリップライン8と第2のストリップライン10とを合わせて、第2の送信周波数帯域F2 に対して、ショートスタブとして動作させる場合、高調成分が発生してしまう。高調波成分においては、第2の周波数F2 の2倍である2次の高調波成分は、第1の周波数帯域F1 の近傍又は同一帯域に発生することになり、高周波回路の安定的な動作を妨げるものとなる。この高調成分の発生は、主に第3のダイオード14である。
【0021】
第2の送信周波数帯域F2 においては、第3のダイオード14はOFF状態となっている。そして第1のストリップライン6と第2のストリップライン10と合わせて1つのショートスタブとなるストリップラインを構成している。
【0022】
ストリップラインの一端がグランドに接地され、ショートスタブとして動作しても、実際には、λ2 /4の位置で全反射をして線路上では定在波が形成され、図4に示すように、ストリップラインの途中(第2のダイオード14が接続されている部分)で、電圧は零とはならない。従って、例えば第1のストリップライン8の伝送路に電圧が分布し、OFF状態の第3のダイオード14にも電圧が印加されていることになる。
【0023】
しかも、送信信号の出力は3W程度の大きな信号レベルで送信する必要があり、OFF状態の第3のダイオード14に非常に大きな電圧がかかることになる。
【0024】
この電圧によって、第3のダイオード14のカソード側からコントロール端子18をHレベルにしても、このコントロール電圧を大きくしないかぎり第3のダイオードは完全にOFF状態とすることが困難であり、ダイオードの整流作用を起こし、高調波歪みが発生する。
【0025】
第3のダイオード14で発生した高調波歪みは、第1のストリップライン8と、コンデンサ7を介してアンテナ端子2に導出されてしまう。また、コントロール端子18の電圧は規格で決められており、大きくすることはできない。
【0026】
以上のように、コントロール端子の電圧は規格で決められている以上、高調波成分の発生が避けられず、高い品質の送信が困難であった。
【0027】
本発明は上述の問題点に鑑みて案出したものであり、その目的は、高調波成分の発生レベルの高い、送信周波数に対して2次高調波歪みを有効に抑えることができる高周波回路を提供するものである。
【0028】
【課題を解決するための手段】
本発明は、2つの送信周波数帯域の送信信号を形成する送信回路、受信回路およびアンテナに接続され、前記送信回路と前記アンテナとの接続および前記受信回路と前記アンテナとの接続の切り換えを行う高周波回路であって、
前記送信回路と前記アンテナとの間に、受信時OFF、送信時ONとなる第1のダイオードを配置し、
前記アンテナと前記受信回路との間に、高い送信周波数帯域F1 の波長λ1 のλ1 /4相当の線路長の第1のストリップラインと、第1のストリップラインと合わされて低い送信周波数帯域F2 の波長λ2 のλ2 /4相当の線路長に調整された第2のストリップラインを夫々配置し、
前記第2のストリップラインの受信回路側端部とグランド電位との間に、
第1及び第2のストリップラインをショートスタブとして動作させる第2のダイオードを配置し、
前記第1のストリップラインと第2のストリップラインとの接続点とグランド電位との間に、第1のストリップラインをショートスタブとして動作させる第3のダイオードを配置し、
前記第2のダイオードとグランド電位の間に、反共振点が前記送信周波数帯域F2 の2倍となるように設定されたL−C共振回路を配置して成り、
前記第2の送信信号の送信時の高調波成分を、前記第2のストリップライン、前記第2のダイオード、前記L−C共振回路を介してグランド電位に逃がすようにした高周波回路である。
【0029】
第2の発明は、さらに第3のダイオードのカソードとアースとの間に、前記第3のダイオードのカソードとアースとの間に、反共振点が前記送信周波数F2 となる第2のL−C共振回路を配置した高周波回路である。
【0030】
【作用】
第1の発明では、第1の送信周波数帯域F1 (波長λ1 )に対しては、第3のダイオードがONとなることから第1のストリップラインはショートスタブとして動作するため、第1の送信信号が受信回路側に流れない。
【0031】
また、第2の送信周波数帯域F2 (波長λ2 )に対しては、第3のダイオードがOFFとなり、第2のダイオードがONとなることから、第1のストリップラインと第2のストリップラインとが合わされて、全体のストリップラインがショートスタブとして動作するため、第2の送信信号が受信側に流れない。
【0032】
そして、この時に発生する第2の送信周波数帯域F2の高調波成分Fx の波長λx であり、(Fx =2×F2)に関しては、第2のストリップラインの線路長及びL−C共振回路の反共振点の設定により、第2のストリップラインのインピーダンスを小さくして、その成分を第2のストリップライン、L−C共振回路を介してグランドに逃がし、その結果、アンテナに導出されないようにしている。
【0033】
L−C共振回路の反共振点を、高調波成分の周波数に設定するため、共振回路におけるインピーダンスが最大となり、高調波成分の周波数に対しては、第2のストリップラインは、オープンスタブとして動作する。このオープンスタブにおいては、インピーダンスが最小となるため、高調波成分は、第1のストリップラインラインに比較してインピーダンスの低い第2のストリップラインにながれ、L−C共振回路を介してグランド電位におちることになる。
【0034】
従って、第2の周波数帯域F2 の高調波成分Fx が第1のストリップラインに流れず、これより、アンテナ端子に流れ込むことが一切なく、高調波成分の歪による送信信号の劣化が一切ない。
【0035】
結局、第3のダイオードを制御するコントロール端子の電圧を高める必要なく、高調波成分がアンテナに導出されることを有効に防止し、高い品質の送信が可能となる。
【0036】
また、第2の発明では、第3のダイオードに、反共振点が第2の周波数帯域F2 に合わせた共振回路が具備されている。
【0037】
従って、第2の送信周波数帯域F2に対して共振回路のインピーダンスが最大となる。従って、第2の送信周波数帯域F2に、第1のストリップラインと第2のストリップラインとの接続点から第3のダイオード14及び共振回路をみた時、分圧回路が形成されることになり、しかも、共振回路のインピーダンスが最大となるため、相対的にダイオードにかかる分圧が小さくなり、その結果、高調波成分の発生を抑制できる。
【0038】
従って、第1の発明に、第2の発明を付加することで高調波成分を、一層効率的に抑制することができる。
【0039】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の高周波回路を図面に基づいて説明する。
【0040】
なお従来例と同一の部分については、同じ符号を付してその説明を省略する。
【0041】
図1に本発明の高周波回路のアンテナ切り換え回路部分に実施例を示す。高周波回路は、図では省略しているがアンテナ、送信回路、受信回路、送信時に送信信号をアンテナに、受信時アンテナで受信した信号を受信回路に与える高周波アンテナ切り換え回路から構成されている。
【0042】
図において、送信回路から供給される送信信号は、送信端子1を介して、コンデンサ5、第1のダイオード6、コンデンサ7を介してアンテナ端子2に導出されることになる。
【0043】
また、アンテナから受信された受信信号は、その周波数によって、コンデンサ7、第1のストリップライン8、コンデンサ9を介して受信端子3に導出され、所定特性のフィルタを通じて受信回路に与えられる。また、受信信号は、その周波数によって、コンデンサ7、第1のストリップライン8、第2のストリップライン10、コンデンサ11を介して受信端子4に導出され、所定特性のフィルタを通じて受信回路に与えられる。
【0044】
また、第1のダイオード6のアノードとグランド電位との間には、コンデンサ16が配置されており、第1のダイオード6のアノードとコンデンサ13との間には、抵抗13を介してコントロール端子12が配置されている。
【0045】
また、アンテナ端子2のカップリングのコンデンサ7と受信端子3、4との間において、第1のストリップライン8と第2のストリップライン10との接続点とグランド電位との間には、カソード側がグランド電位となった第3のダイオード14が配置されている。また、第3のダイオード14のグランド電位側には、コンデンサ17、22及びインダクタンス成分を発生するストリップライン19とで構成される第2のL−C共振回路R2 が形成されている。尚、この第2のL−C共振回路R2 中には、第2のコントロール端子18が配置されている。
【0046】
また、第2のストリップラインとコンデンサ11との接続点と、グランド電位との間には、カソード側がグランド電位となる第2のダイオード15、第3のダイオード15のカソード側に配置されたL−C共振回路R1 が接続されている。
【0047】
尚、L−C共振回路R1 は、コンデンサ20とインダクタンス成分を発生するストリップライン21との並列回路となっている。
【0048】
次に、第1のストリップライン8、第2のストリップライン10の線路長、L−C共振回路R1 の回路定数について説明する。
【0049】
説明にあたり、特に、デュアルバンドの送信周波数で、高い側の周波数帯域の周波数を第1の送信周波数帯域F1 (波長λ1 )、低い周波数帯域側の周波数を第2の送信周波数帯域F2 (波長λ1 )とし、また、第2の送信周波数の高調波成分、例えば2倍の高調波成分の周波数をFx (波長λx )という。
【0050】
実際のデュアルバンドの送信周波数としては、第1の送信周波数帯域F1 は1800MHz、第2の送信周波数帯域F2 は900MHzであり、第2の送信周波数帯域F2 の2倍の高調成分の周波数帯域Fx は1800MHzである。
【0051】
第1のストリップライン8の線路長は、第1の送信周波数帯域F1 の波長λ1 に対して、λ1 /4相当の長さとなっている。第1のストリップライン8と第2のストリップライン10との合計した時のストリップライン全体の線路長は、第2の送信周波数帯域F2 の波長λ2 に対して、λ2 /4相当の長さとなっている。そして、第2のストリップライン10単体の線路長は、高調波成分の周波数帯域Fx の波長λx (2倍のF2 の波長λ2 /2)に対して、λx /4相当の長さとなっている。
【0052】
また、L−C共振回路R1 は、コンデンサ20とストリップライン21の回路定数を設定し、その反共振周波数を高調波成分の周波数帯域Fx となるように設定しいる。
【0053】
尚、第2のL−C共振回路R2 は、コンデンサ17、22、ストリップライン19で構成されている。そして、この第2のL−C共振回路R2 の反共振点は第2の送信周波数帯域F2 に設定されている。また、第3のダイオード14とコンデンサ17とで、直列共振回路が構成され、第3のダイオード14のON状態の内部インダクタンス成分とコンデンサ17とから成る直列共振回路の共振点は、第1の送信周波数帯域F1 に設定されている。
【0054】
これにより、第3のダイオード14のON状態の内部インダクタンス成分とコンデンサ17とから成る直列共振回路により、第1の送信周波数帯域F1 において直列共振回路のインピーダンスが零となり、その結果、第1のストリップライン8は、グランド電位に安定的に接地したショートスタブとして動作する。
【0055】
また、第2のL−C共振回路R2 の反共振点を第2の送信周波数帯域F2 に合わせると、共振回路部分のインピーダンスが大きくなり、第1のストリップライン8と第2のストリップライン10との接続点から見たとき、第3のダイオード14にかかる電圧が相対的に小さくなる。この結果、高調波成分の発生を抑制できるようになる。
【0056】
第1のストリップライン8、第2のストリップライン10、第1及び第2のストリップラインにおいて、その一端がグランドに接地されている場合に、図2に示すように、ストリップラインはショートスタブとして動作して、ストリップラインの線路長がλ/4に相当する長さの時に、インピーダンスが無限大となる。
【0057】
その一端が開放状態の場合に、図3に示すように、ストリップラインはオープンスタブとして動作して、ストリップラインの線路長がλ/4に相当する長さの時に、インピーダンスが零となる。
【0058】
また、L−C共振回路において、反共振周波数で、インピーダンスが無限大となる。
【0059】
次に、第1のダイオード6、第2のダイオード15、第3のダイオード14及び第1のコントロール端子12、第2のコントロール端子18について説明する。第1のダイオード6、第2のダイオード15、第3のダイオード14は、例えばPIN型ダイオードなどが例示できスイッチ機能を有する素子であればよい。
【0060】
第1のコントロール端子12は、送受信の切り換えを制御する端子であり、実際には、第1のダイオード6、第2のダイオード15のON−OFF動作の制御をしている。図では、第1のコントロール端子12に所定バイアス電圧を与え、第1のダイオード6、第2のダイオード15の動作を制御している。
【0061】
図では、第1のダイオード6、第2のダイオード15が共にON状態で、送信状態である。尚、第3のダイオード14は、送信時の第1の送信周波数帯域F1 、第2の送信周波数帯域F2 を切り換えるための制御端子であり、例えば、第3のダイオード14がON状態で、第1の送信周波数帯域F1 の送信信号がアンテナ端子2から導出される。また、第3のダイオード14がOFF状態で、第2の送信周波数帯域F2 の送信信号がアンテナ端子2から導出される。
【0062】
例えば、第1の送信周波数帯域F1 で送信している時には、第3のダイオード14がON状態であるため、第1のストリップライン8がショートスタブとして動作し、インピーダンスが無限大となり、第1の送信周波数帯域F1 が受信側端子3、4に流れることがない。その結果、送信信号はアンテナ端子2に供給されることになる。
【0063】
例えば、第2の送信周波数帯域F2 で送信している時には、第3のダイオード14がOFF状態、第2のダイオード15がON状態であるため、第1のストリップライン8及び第2のストリップライン10とが合計されたストリップラインがショートスタブとして動作し、インピーダンスが無限大となり、第2の送信周波数帯域F2 が受信側端子3、4に流れることがない。その結果、送信信号はアンテナ端子2に供給されることになる。
【0064】
また、受信時においては、第1乃至第3のダイオード6、15、14がOFF状態である。特に、第1のダイオード6がOFF状態であるため、アンテナ端子2からの受信信号は、送信端子1には供給されず、その結果、受信回路3、4に供給されることになる。
【0065】
特に、第2のダイオード15、第3のダイオード14がOFF状態であるため、第1のストリップライン8及び第2のストリップライン10が、伝送路として動作する。従って、受信信号は、受信端子3及び4に導出されることになる。
【0066】
デュアルバンド型の受信として、受信周波数の切り換えは、受信端子3、4に接続しているフィルタによって選別される。
【0067】
即ち、受信端子3で、第1の受信周波数(第2の受信周波数に比較して周波数が高い)を受信する場合には、受信端子3にハイパスフィルタのフィルタを、第2の受信周波数を受信する場合には、受信端子4にローパスフィルタのフィルタをそれぞれ接続しておけばよい。尚、両フィルタにおいて、カットオフ周波数は、両受信周波数の間に設定しておけば、第1の受信周波数、第2の受信周波数を容易に受信して、受信回路に供給することができる。
【0068】
本発明の構成において、第1の送信周波数帯域F1 及び第2の送信周波数帯域F2 に対してストリップラインの長さを切り換える第3のダイオード14を具備している。
【0069】
特に、第2の送信周波数帯域F2 を送信する場合、第1のストリップライン8と第2のストリップライン10は、第2の送信周波数帯域F2 の波長に対してλ2 /4の線路長を有し、受信側には信号は流れないが、受信信号は第3のダイオード14まではとどき、第3のダイオード14で高調波歪みを発生させる。
【0070】
従来で説明したが、ここで発生した周波数帯域Fx の高調波成分(第2の送信周波数帯域F2 の2倍の高調波成分である)は従来ではアンテナにそのまま流れていたが、本発明では、高調波成分Fx (第2の送信周波数の2倍 2×F2 )にあわせて、コンデンサ20とストリップライン21で構成されるL−C共振回路R1 で高インピーダンス化することでストリップ線路10をオープンスタブとして動作させる。
【0071】
従って、高調波成分Fx (第2の送信周波数の2倍 2×F2 )の波長λx に対して、第2のストリップライン10の線路長が波長λx /4となっているため、高調波成分Fx はインピーダンスが零となる。
【0072】
即ち、第2のダイオード14で発生した高調波成分Fx は、第1のストリップライン8よりも、インピーダンスが零である第2のストリップライン10側にながれ、ON状態の第2のダイオード15、L−C共振回路を経てグランド電位に流れる。その結果、この高調波成分は、アンテナ端子に到達しにくくなる。
【0073】
尚、本発明者は、L−C共振回路R1 、第2のL−C共振回路R2 の有無による高調波による歪を測定した。その結果を、図5に示す。横軸は入力した送信信号の周波数F2 であり、縦軸はアンテナから測定された高調波成分のレベルである。ここで、dBcとは、入力信号レベルから高調波成分のレベルを引いたことを表す単位であり、値が大きいほど歪みが良好(高調波成分の小さい)ことを示す。入力レベルは+35dBm(3W相当)で一定にしている。
【0074】
その結果、第2のL−C共振回路R2 を具備していない従来の回路では、入力信号周波数900MHzでは35dBcであったものが、高調波成分の発生を低減するため第2のL−C共振回路R2 を用いると、約20dBc程度向上し、55dBcとなる。さらに高調波成分をグランド電位に逃がすためのL−C共振回路R1 と併用することで、さらに約30dBc程度向上し、80〜85dBcとなり、高調波成分の歪みが大きく改善されることが理解できる。
【0075】
尚、L−C共振回路R1 において、コンデンサ20の容量値によっても、高調波の完全が相違するものであり、このましくは、コンデンサ20の容量値を2〜6pFに設計すれば、70dBc以上の歪みを改善できる。
【0076】
上述の実施例では、第1の送信周波数帯域F1が、第2の送信周波数帯域F2 の概略2倍であるときに有効であり、仮に、2倍以外の関係におてい、第1のストリップラインや第2のストリップラインに周波数調整用の共振回路を付加して、第1の送信周波数時には、第1のストリップライン(共振回路を含む)をオープンスタブとして、第2の送信周波数時には、第1及び第2のストリップライン(共振回路を含む)をオープンスタブとして利用すればよく、第2のストリップラインのみの線路長を第2の送信信号の周波数の高調波成分の波長の1/4に設定すればよい。
【0077】
【発明の効果】
以上のように、本発明では、デュアルバンドのアンテナ切り換え回路を含む高周波回路であって、第2のコントロール端子の電圧を向上させることなく、第2の送信周波数の高調波成分を接地に逃がすことが容易となる。
【0078】
これにより、第2の送信周波数による高調波成分によるスプリアスをアンテナから発生することを抑制することができる。このためにスプリアスレベルを落とすようなローパスフィルタやトラップ回路などをアンテナ端子に取り付ける必要がない。従ってコスト、小型化の面で有利となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の高周波回路の主要部分の回路図である。
【図2】(a)はストリップラインがショートスタブとして動作する時のインピーダンス特性図であり、(b)はその基本回路図である。
【図3】(a)はストリップラインがオープンスタブとして動作する時のインピーダンス特性図であり、(b)はその基本回路図である。
【図4】ショートスタブとして動作するストリップラインの電圧分布を示す図である。
【図5】本発明の高周波回路と従来の高周波回路における高調波成分の歪みの抑制を示す特性図である。
【図6】従来のアンテナスイッチ回路の回路図である。
【符号の説明】
8・・・・第1ストリップライン
10・・・第2ストリップライン
15・・・第2のダイオード
14・・・第3のダイオード
R1 ・・・L−C共振回路
R2 ・・・第2のL−C共振回路[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a dual-band high-frequency circuit that includes a reception circuit, a transmission circuit, and an antenna that perform transmission and reception in two different frequency bands, and that performs switching between the antenna and the transmission circuit or reception circuit.
[0002]
[Prior art]
The high-frequency circuit includes a high-frequency switch that switches connection between the transmission circuit TX and the antenna ANT and connection between the reception circuit RX and the antenna ANT in a digital cellular phone or the like. Moreover, with the complication of the communication system, there is a demand for dual-band support corresponding to two communication systems.
[0003]
FIG. 6 is a circuit diagram of a high-frequency switch portion that switches the connection between the transmission circuit TX and the antenna ANT and the connection between the reception circuit RX and the antenna ANT.
[0004]
In the figure, 1 is a transmission terminal connected to a transmission circuit, 2 is an antenna terminal to which an antenna is connected, and 3 and 4 are reception terminals connected to a reception circuit.
[0005]
The
[0006]
The
[0007]
A control terminal 12 is provided between the anode of the
[0008]
The cathode of the
[0009]
The capacitor 7 connected to the antenna ANT is connected to the
[0010]
Further, the anode of the third diode 14 whose cathode is the ground side is connected via a
[0011]
Further, the anode of the
[0012]
In the figure, the length of the first stripline 8 is the first transmission frequency band F. 1 Λ of wavelength 1 / 4, and the total length of the first stripline 8 and the
[0013]
In this high frequency circuit, the first transmission frequency band F 1 In the case of transmitting by the above, a predetermined voltage signal is given to the control terminals 12 and 18 so that the first to
[0014]
The second transmission frequency band F 2 In the case of transmitting with a signal, a predetermined voltage signal is applied to the control terminals 12 and 18 so that the first and
[0015]
First transmission frequency band F 1 Is transmitted from the transmission circuit TX to the antenna ANT. At this time, the line length of the first strip line 8 is equal to the first transmission frequency band F. 1 , And one end on the receiving circuit side becomes the ground potential. Therefore, as shown in FIG. 2, the first stripline 8 operates as a short stub, and the first stripline 8 When the transmission circuit side is viewed from the first transmission frequency band F 1 Impedance becomes infinite. For this reason, the first transmission signal is not transmitted to the reception circuit.
[0016]
The second transmission frequency band F 2 Is transmitted from the transmission circuit TX to the antenna ANT. At this time, the third diode 14 is turned OFF, and the first and
[0017]
Further, at the time of reception, a predetermined voltage is applied to the control terminals 12 and 18 so that the first to
[0018]
Thereby, since the
[0019]
For example, the first reception frequency band F 1 (Second reception frequency band F 2 2), the high-pass filter is connected to the
[0020]
[Problems to be solved by the invention]
In the circuit configuration described above, the first stripline 8 and the
[0021]
Second transmission frequency band F 2 In FIG. 3, the third diode 14 is in an OFF state. The
[0022]
Even if one end of the stripline is grounded and operates as a short stub, 2 A total wave is reflected at the position of / 4 and a standing wave is formed on the line. As shown in FIG. 4, the voltage is zero in the middle of the strip line (the portion where the second diode 14 is connected). Must not. Therefore, for example, the voltage is distributed in the transmission path of the first strip line 8, and the voltage is also applied to the third diode 14 in the OFF state.
[0023]
Moreover, the output of the transmission signal needs to be transmitted at a large signal level of about 3 W, and a very large voltage is applied to the third diode 14 in the OFF state.
[0024]
Even if the control terminal 18 is set to the H level from the cathode side of the third diode 14 by this voltage, it is difficult to completely turn off the third diode unless the control voltage is increased. This causes an effect and generates harmonic distortion.
[0025]
The harmonic distortion generated in the third diode 14 is led out to the antenna terminal 2 via the first strip line 8 and the capacitor 7. Further, the voltage of the control terminal 18 is determined by the standard and cannot be increased.
[0026]
As described above, since the voltage at the control terminal is determined by the standard, the generation of harmonic components is inevitable, and high quality transmission is difficult.
[0027]
The present invention has been devised in view of the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a high-frequency circuit capable of effectively suppressing second-order harmonic distortion with respect to a transmission frequency with a high generation level of harmonic components. It is to provide.
[0028]
[Means for Solving the Problems]
The present invention is a high-frequency circuit that is connected to a transmission circuit, a reception circuit, and an antenna that form transmission signals in two transmission frequency bands, and that switches the connection between the transmission circuit and the antenna and the connection between the reception circuit and the antenna. A circuit,
Between the transmission circuit and the antenna, a first diode that is OFF at the time of reception and ON at the time of transmission is disposed,
A high transmission frequency band F between the antenna and the receiving circuit. 1 Wavelength λ 1 Λ 1 / 4 of the first stripline having a line length equivalent to / 4 and the low transmission frequency band F combined with the first stripline 2 Wavelength λ 2 Λ 2 The second strip line adjusted to the line length equivalent to / 4 is arranged respectively.
Between the receiving circuit side end of the second stripline and the ground potential,
Arranging a second diode for operating the first and second striplines as a short stub;
A third diode for operating the first stripline as a short stub is disposed between a connection point between the first stripline and the second stripline and a ground potential;
Between the second diode and the ground potential, an antiresonance point is the transmission frequency band F. 2 An L-C resonant circuit set to be twice that of
The high-frequency circuit is configured to allow a harmonic component during transmission of the second transmission signal to escape to a ground potential via the second stripline, the second diode, and the L-C resonance circuit.
[0029]
In the second invention, an antiresonance point is further provided between the cathode of the third diode and the ground, and between the cathode of the third diode and the ground, and the transmission frequency F 2 This is a high frequency circuit in which a second L-C resonance circuit is arranged.
[0030]
[Action]
In the first invention, the first transmission frequency band F 1 (Wavelength λ 1 ), Since the third diode is turned on, the first strip line operates as a short stub, and thus the first transmission signal does not flow to the receiving circuit side.
[0031]
The second transmission frequency band F 2 (Wavelength λ 2 ), The third diode is turned OFF and the second diode is turned ON. Therefore, the first strip line and the second strip line are combined, and the entire strip line operates as a short stub. Therefore, the second transmission signal does not flow to the receiving side.
[0032]
Then, the second transmission frequency band F generated at this time 2 Is the wavelength λx of the harmonic component Fx, and (Fx = 2 × F 2 )), The impedance of the second strip line is reduced by setting the line length of the second strip line and the anti-resonance point of the L-C resonance circuit, and the component is reduced to the second strip line, L-C. It escapes to the ground through the resonance circuit, and as a result, it is not led out to the antenna.
[0033]
Since the anti-resonance point of the LC resonance circuit is set to the frequency of the harmonic component, the impedance in the resonance circuit is maximized, and the second stripline operates as an open stub for the frequency of the harmonic component. To do. In this open stub, since the impedance is minimized, the harmonic component flows to the second strip line having a lower impedance than the first strip line, and is connected to the ground potential via the L-C resonance circuit. It will fall.
[0034]
Therefore, the second frequency band F 2 Harmonic component F x Does not flow into the first strip line, and therefore does not flow into the antenna terminal at all, and there is no deterioration of the transmission signal due to distortion of harmonic components.
[0035]
As a result, it is possible to effectively prevent the harmonic component from being led out to the antenna without increasing the voltage of the control terminal for controlling the third diode, and high quality transmission is possible.
[0036]
In the second invention, the antiresonance point is in the second frequency band F in the third diode. 2 A resonance circuit adapted to the above is provided.
[0037]
Therefore, the second transmission frequency band F 2 In contrast, the impedance of the resonant circuit is maximized. Therefore, the second transmission frequency band F 2 In addition, when the third diode 14 and the resonant circuit are viewed from the connection point between the first strip line and the second strip line, a voltage dividing circuit is formed, and the impedance of the resonant circuit is maximized. Therefore, the partial pressure applied to the diode is relatively reduced, and as a result, generation of harmonic components can be suppressed.
[0038]
Therefore, the harmonic component can be more efficiently suppressed by adding the second invention to the first invention.
[0039]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
The high-frequency circuit of the present invention will be described below with reference to the drawings.
[0040]
In addition, about the part same as a prior art example, the same code | symbol is attached | subjected and the description is abbreviate | omitted.
[0041]
FIG. 1 shows an embodiment of the antenna switching circuit portion of the high-frequency circuit of the present invention. Although not shown in the drawing, the high-frequency circuit is composed of an antenna, a transmission circuit, a reception circuit, and a high-frequency antenna switching circuit that gives a transmission signal to the antenna at the time of transmission and a signal received by the antenna at the time of reception to the reception circuit.
[0042]
In the figure, the transmission signal supplied from the transmission circuit is led to the antenna terminal 2 via the
[0043]
Also, the received signal received from the antenna is derived to the receiving
[0044]
Further, a
[0045]
Also, between the coupling capacitor 7 of the antenna terminal 2 and the
[0046]
Further, between the connection point of the second strip line and the capacitor 11 and the ground potential, the
[0047]
Note that the LC resonance circuit R 1 Is a parallel circuit of a
[0048]
Next, the line lengths of the first strip line 8 and the
[0049]
In the description, in particular, in the dual-band transmission frequency, the frequency of the higher frequency band is changed to the first transmission frequency band F. 1 (Wavelength λ 1 ), The lower frequency band side frequency is changed to the second transmission frequency band F. 2 (Wavelength λ 1 ), And the harmonic component of the second transmission frequency, for example, the frequency of the double harmonic component is F x (Wavelength λ x ).
[0050]
As an actual dual-band transmission frequency, the first transmission frequency band F 1 Is 1800 MHz, the second transmission frequency band F 2 Is 900 MHz and the second transmission frequency band F 2 Frequency band F of harmonic component twice x Is 1800 MHz.
[0051]
The line length of the first stripline 8 is the first transmission frequency band F 1 Wavelength λ 1 For λ 1 The length is equivalent to / 4. The line length of the entire strip line when the first strip line 8 and the
[0052]
In addition, the LC resonance circuit R 1 Sets the circuit constants of the
[0053]
The second L-C resonance circuit R 2 Is composed of
[0054]
Thus, the first transmission frequency band F is obtained by the series resonance circuit including the internal inductance component of the third diode 14 in the ON state and the
[0055]
The second L-C resonance circuit R 2 The anti-resonance point of the second transmission frequency band F 2 , The impedance of the resonant circuit portion increases, and when viewed from the connection point between the first stripline 8 and the
[0056]
When one end of each of the first strip line 8, the
[0057]
When one end is open, the stripline operates as an open stub as shown in FIG. 3, and the impedance becomes zero when the stripline has a length corresponding to λ / 4.
[0058]
In the LC resonance circuit, the impedance becomes infinite at the antiresonance frequency.
[0059]
Next, the
[0060]
The first control terminal 12 is a terminal that controls switching between transmission and reception, and actually controls the ON / OFF operation of the
[0061]
In the figure, both the
[0062]
For example, the first transmission frequency band F 1 Since the third diode 14 is in the ON state during transmission, the first stripline 8 operates as a short stub, the impedance becomes infinite, and the first transmission frequency band F 1 Does not flow to the receiving
[0063]
For example, the second transmission frequency band F 2 Since the third diode 14 is in the OFF state and the
[0064]
At the time of reception, the first to
[0065]
In particular, since the
[0066]
As dual band type reception, switching of the reception frequency is selected by a filter connected to the
[0067]
That is, when the receiving
[0068]
In the configuration of the present invention, the first transmission frequency band F 1 And the second transmission frequency band F 2 In contrast, a third diode 14 for switching the length of the strip line is provided.
[0069]
In particular, the second transmission frequency band F 2 , The first stripline 8 and the
[0070]
As described above, the frequency band F generated here x Harmonic component (second transmission frequency band F 2 In the past, in the present invention, the harmonic component F is higher than the harmonic component F). x (Twice the second transmission frequency 2 × F 2 ), And an LC resonance circuit R composed of a
[0071]
Therefore, the harmonic component F x (Twice the second transmission frequency 2 × F 2 ) Wavelength λ x In contrast, the line length of the
[0072]
That is, the harmonic component F generated by the second diode 14 x Flows to the
[0073]
Note that the present inventor has disclosed an L-C resonance circuit R. 1 , Second L-C resonance circuit R 2 Distortion due to harmonics due to the presence or absence of was measured. The result is shown in FIG. The horizontal axis is the frequency F of the input transmission signal. 2 The vertical axis represents the level of the harmonic component measured from the antenna. Here, dBc is a unit indicating that the level of the harmonic component is subtracted from the input signal level, and the larger the value, the better the distortion (the smaller the harmonic component). The input level is kept constant at +35 dBm (equivalent to 3 W).
[0074]
As a result, the second L-C resonance circuit R 2 In the conventional circuit that does not include the second L-C resonance circuit R, which is 35 dBc at an input signal frequency of 900 MHz, the generation of harmonic components is reduced. 2 Is improved by about 20 dBc to 55 dBc. Furthermore, an L-C resonance circuit R for releasing harmonic components to the ground potential 1 It can be understood that when used together, the distortion is further improved by about 30 dBc to 80 to 85 dBc, and the distortion of the harmonic component is greatly improved.
[0075]
Note that the LC resonance circuit R 1 However, the completeness of the harmonics also differs depending on the capacitance value of the
[0076]
In the above-described embodiment, the first transmission frequency band F1 is the second transmission frequency band F1. 2 It is effective when the frequency is approximately twice that of the first transmission line. If the relationship is other than twice, a resonance circuit for frequency adjustment is added to the first stripline or the second stripline, and the first transmission is performed. At the time of frequency, the first strip line (including the resonance circuit) may be used as an open stub, and at the second transmission frequency, the first and second strip lines (including the resonance circuit) may be used as the open stub. The line length of only the two strip lines may be set to ¼ of the wavelength of the harmonic component of the frequency of the second transmission signal.
[0077]
【The invention's effect】
As described above, the present invention is a high-frequency circuit including a dual-band antenna switching circuit, and allows the harmonic component of the second transmission frequency to escape to ground without improving the voltage of the second control terminal. Becomes easy.
[0078]
Thereby, it can suppress that the spurious by the harmonic component by a 2nd transmission frequency generate | occur | produces from an antenna. For this reason, it is not necessary to attach a low-pass filter, a trap circuit, or the like that lowers the spurious level to the antenna terminal. Therefore, it is advantageous in terms of cost and size reduction.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a circuit diagram of a main part of a high-frequency circuit according to the present invention.
FIG. 2A is an impedance characteristic diagram when a strip line operates as a short stub, and FIG. 2B is a basic circuit diagram thereof.
FIG. 3A is an impedance characteristic diagram when the strip line operates as an open stub, and FIG. 3B is a basic circuit diagram thereof.
FIG. 4 is a diagram illustrating a voltage distribution of a strip line that operates as a short stub.
FIG. 5 is a characteristic diagram showing suppression of distortion of harmonic components in the high-frequency circuit of the present invention and the conventional high-frequency circuit.
FIG. 6 is a circuit diagram of a conventional antenna switch circuit.
[Explanation of symbols]
8 ... 1st stripline
10 ... Second strip line
15 ... second diode
14 ... Third diode
R 1 ... LC resonance circuit
R 2 ... Second LC resonance circuit
Claims (2)
前記送信回路と前記アンテナとの間に、受信時OFF、送信時ONとなる第1のダイオードを配置し、
前記アンテナと前記受信回路との間に、高い送信周波数帯域F1の波長λ1のλ1/4相当の線路長の第1のストリップラインと、第1のストリップラインの線路長と合計した全体の線路長が低い送信周波数帯域F2の波長λ2のλ2/4相当に調整された線路長の第2のストリップラインを夫々配置し、
前記第2のストリップラインの受信回路側端部とグランド電位との間に、第1及び第2のストリップラインをショートスタブとして動作させる第2のダイオードを配置し、
前記第1のストリップラインと第2のストリップラインとの接続点とグランド電位との間に、第1のストリップラインをショートスタブとして動作させる第3のダイオードを配置し、
前記第2のダイオードとグランド電位の間に、反共振点が前記送信周波数帯域F2の2倍となるように設定されたL−C共振回路を配置して成り、
前記送信周波数帯域F 2 の送信信号の送信時の高調波成分を、前記第2のストリップライン、前記第2のダイオード、前記L−C共振回路を介してグランド電位に逃がすようにしたことを特徴とする高周波回路。A high-frequency circuit that is connected to a transmission circuit, a reception circuit, and an antenna that form transmission signals in two transmission frequency bands, and that switches connection between the transmission circuit and the antenna and connection between the reception circuit and the antenna. ,
Between the transmission circuit and the antenna, a first diode that is OFF at the time of reception and ON at the time of transmission is disposed,
Overall the between the antenna and the receiver circuit, a first strip line of high transmission frequency band F lambda 1/4 equivalent line length of the wavelength lambda 1 of 1, the sum and the line length of the first strip line a second strip line each disposed line length is lower transmit frequency band F 2 wavelength lambda 2 of lambda 2/4-phase equivalent to adjust the line length,
A second diode for operating the first and second strip lines as a short stub is disposed between the receiving circuit side end of the second strip line and the ground potential;
A third diode for operating the first stripline as a short stub is disposed between a connection point between the first stripline and the second stripline and a ground potential;
Between the second diode and the ground potential, an LC resonance circuit having an anti-resonance point set to be twice the transmission frequency band F 2 is arranged,
The harmonic component at the time of transmission of the transmission signal in the transmission frequency band F 2 is released to the ground potential via the second stripline, the second diode, and the L-C resonance circuit. A high-frequency circuit.
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