JP4685563B2 - アンテナ切り替え回路 - Google Patents
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Description
高周波の信号出力源51から出力される送信信号を第1のアンテナ1〜第3のアンテナ3のうちから特定のアンテナを選択して供給する場合には切り替えSWが用いられていた。
図6は、第2の背景技術を説明する回路図である。
この例の場合は、高周波の信号出力源61から出力される送信信号が小電力の回路に適用する場合であり、SW素子としてPINダイオードD1、D2を使用している例である。この場合、PINダイオードD1、D2を用いているので、切り替え寿命に関しては問題ない。
また、本発明のアンテナ切り替え回路の他の特徴とするところは、前記半導体スイッチ回路は、エミッタが基準電位に接続され、ベースが制御端子に接続され、コレクタが前記第1、第2のコンデンサに接続されているトランジスタと、前記トランジスタのコレクタにカソードが接続され、前記基準電位にアノードが接続されているダイオードとを有することを特徴とする。
また、本発明のアンテナ切り替え回路のその他の特徴とするところは、前記第2のコンデンサと前記ループアンテナとの接続点と、前記基準電位との間に介設され、選択動作時には前記第2のコンデンサと前記ループアンテナとの接続点と前記基準電位との間を高周波領域において遮断し、非選択動作時には前記第2のコンデンサと前記ループアンテナとの接続点と前記基準電位との間を短絡状態とする第2の半導体スイッチ回路とを設けたことを特徴とする。
高周波信号を出力するアンテナ駆動回路と、前記アンテナ駆動回路から出力される高周波信号を送信するために配設された複数のループアンテナとの間にそれぞれ介設されており、前記アンテナ駆動回路と前記複数のループアンテナのうち、選択した特定のループアンテナとの間を電気的に接続するとともに、残りのループアンテナ間と前記アンテナ駆動回路とを電気的に切断するアンテナ切り替え回路であって、前記それぞれのアンテナ切り替え回路における入力点は、前記アンテナ駆動回路から出力される高周波信号の出力点と共通に接続されるとともに、その出力点は前記複数のループアンテナの一端にそれぞれ接続され、前記複数のループアンテナの他端は、アンテナ駆動回路の動作基準点である基準電位にそれぞれ接続され、各アンテナ切り替え回路における入力点と出力点との間には、第1のコンデンサと第2のコンデンサとかなる直列回路が配設されるとともに、前記第1のコンデンサと第2のコンデンサとの間と、前記基準電位との間には、選択動作時には開放となって前記アンテナ駆動回路から出力される高周波信号を対応するループアンテナに送信し、非選択動作時には前記第1のコンデンサと第2のコンデンサとの接続点と、前記基準電位とを短絡させて、対応するループアンテナを高周波領域において遮断する第1の半導体スイッチ回路と、前記ループアンテナの他端と前記基準電位との間に介設され、選択動作時には前記ループアンテナの他端と前記基準電位との間を高周波領域において短絡状態とし、非選択動作時には前記接続点と前記基準電位との間を遮断状態とする複数の第2の半導体スイッチ回路とを有し、前記複数個の第1及び第2の半導体スイッチ回路とループアンテナとの組み合わせのうち、選択動作している半導体スイッチ回路に接続している高周波信号伝送回路を介して前記アンテナ駆動回路から出力される高周波信号を前記ループアンテナに送信し、非選択動作している半導体スイッチ回路に対応するループアンテナを、前記第1のコンデンサと第2のコンデンサとの接続点から高周波領域において遮断するようにしたことを特徴とする。
また、本発明の他の特徴によれば、制御に要する電力が小さくて済む。
また、本発明のその他の特徴によれば、半導体スイッチ回路がONの時には高周波電流が流れるが、このときは単にON状態で飽和していればよく、高周波特性は要求されないようにすることができる。
また、本発明のその他の特徴によれば、OFFの時には高周波電流は流れないようにすることができる。これにより、単に寄生容量が小さければ良いので、スイッチトランジスタの選択が容易である。
以下、図面を参照しながら本発明の第1の実施の形態を説明する。
図1は、本発明のアンテナ切り替え回路の第1の実施の形態の概略構成を示す回路図である。また、図2は第1の実施の形態のアンテナ切り替え回路の基本構成を説明する回路図である。
図3は、アンテナ切り替え回路がなくて信号源20からの信号を単に1個のアンテナ11に供給する回路を示す図である。
図3において、信号源20の一端は基準電位21に接続されている。以下の説明において、信号源20の出カインピーダンスを等価的にZsで示している。
ローパスフィルター回路31の出力点Pは、コンデンサC61を介して第1のトランジスタQ1のコレクタと接続されている。また、コンデンサC51の一端と第1のダイオードD1のカソードとが接続され、前記コンデンサC51の他端は第1のループアンテナ11に接続されている。
先ず、第1のループアンテナ11を選択する場合は、第1の制御端子Vin1の制御電圧を基準電位レベルとして第1のトランジスタQ1をオフさせる。一方、第2の制御端子Vin2に制御電圧を印加して第2のトランジスタQ2をオンさせる。ここで、第1及び第2のダイオードD1、D2は、第1のトランジスタQ1、第2のトランジスタQ2のコレクタ電圧が負側に振れることを防止するためのクランプ素子として動作する。
図2において、第1のトランジスタQ1はオフしているので、充分小さな容量Cs1に置き換えられており、図2の等価回路ではハード構成の記載は省略されている。
同じく、第2のトランジスタQ2は充分オンしているので、小さな飽和抵抗になっているので短絡状態として扱われており、それ以降に接続されている回路(コンデンサC52、第2のループアンテナ12)も省略されている。すなわち、ローパスフィルター回路31の出力点PはC62を介して基準電位21に接続されている。
この状態において、第1のダイオードD1とコンデンサC61、C62はクランプ回路として動作する。第1のダイオードD1とコンデンサC61、C62の接続点の電位は、重畳する交流信号が負側への最大振幅のときでも同接続点の電位は負にならないようにコンデンサC61、C62は直流的に負に充電される。これにより、第1のダイオードD1は順方向にバイアスされないので、電流は流れない。
図7において、矢印71、72で示したように、交流信号が負側への最大になった場合においても前記接続点の電位は負にならない。
アンテナが小ループアンテナコイルで容量タップ型の整合回路では、特に損失抵抗が大きくない限り、「C4≧C5」なので、
C6=C3+C4≧C5・・・・・(1)式
は充分充たされる。
次に、図8を参照しながら第2の実施の形態を説明する。
この第2の実施の形態においては、ループアンテナの数を3個にした例を示している。アンテナの選択動作は前述した第1の実施の形態と同様であるので、詳細な説明を省略する。
図9に示すように、この例の場合は、フィルター回路がバンドパスフィルター回路32で構成した例を示している。バンドパスフィルター回路32は、コンデンサC11、Cc及びコイルL1,L2などにより構成されていて、送信周波数を中心として変調幅を通過帯域としている。
図10において、信号源20の一端は基準電位21に接続されている。また、この例の場合も信号源20の出カインピーダンスを等価的にZsで示している。
次に、図11を参照しながら本発明の第4の実施の形態を説明する。
本実施の形態においては、非選択のアンテナからの漏れを減らすために、第1のループアンテナ11と並列にコンデンサ71と、第4のトランジスタQ4とを直列接続したもの接続している。また、第2のループアンテナ12と並列にコンデンサ72と第5のトランジスタQ5とを直列接続したものを接続している。
次に、図12を参照しながら第5の実施の形態を説明する。
この例の場合は、第1のループアンテナ11の基準電位側との接続を外して、第6のトランジスタQ6を挿入する。そして、アンテナ12の基準電位側との接続を外して、第7のトランジスタQ7を挿入し、第6のダイオードD6のカソードを第6のトランジスタQ6のコレクタに接続し、第6のダイオードD6のアノードを基準電位21に接続している。
21 基準電位
31 ローパスフィルター回路
L1、L2 コイル
C1、C2、C3 コンデンサ
11 第1のループアンテナ
12 第2のループアンテナ
RLOSS ループアンテナの等価損失抵抗
Zs 出カインピーダンス
P フィルター回路の出力点
Q1 第1のトランジスタ
Q2 第2のトランジスタ
D1 第1のダイオード
D2 第2のダイオード
Vin1 第1の制御端子
Vin2 第2の制御端子
Claims (4)
- 高周波信号を出力するアンテナ駆動回路と、前記アンテナ駆動回路から出力される高周波信号を送信するために配設された複数のループアンテナとの間にそれぞれ介設されており、前記アンテナ駆動回路と前記複数のループアンテナのうち、選択した特定のループアンテナとの間を電気的に接続するとともに、残りのループアンテナ間と前記アンテナ駆動回路とを電気的に切断するアンテナ切り替え回路であって、
前記それぞれのアンテナ切り替え回路における入力点は、前記アンテナ駆動回路から出力される高周波信号の出力点と共通に接続されるとともに、その出力点は前記複数のループアンテナの一端にそれぞれ接続され、
前記複数のループアンテナの他端は、アンテナ駆動回路の動作基準点である基準電位にそれぞれ接続され、
各アンテナ切り替え回路における入力点と出力点との間には、第1のコンデンサと第2のコンデンサとかなる直列回路が配設されるとともに、前記第1のコンデンサと第2のコンデンサとの間と、前記基準電位との間には、選択動作時には開放となって前記アンテナ駆動回路から出力される高周波信号を対応するループアンテナに送信し、非選択動作時には前記第1のコンデンサと第2のコンデンサとの接続点と、前記ループアンテナの他端が接続されている前記基準電位とを短絡させて、対応するループアンテナを高周波領域において遮断する半導体スイッチ回路が配設されていることを特徴とするアンテナ切り替え回路。 - 前記半導体スイッチ回路は、エミッタが基準電位に接続され、ベースが制御端子に接続され、コレクタが前記第1、第2のコンデンサに接続されているトランジスタと、
前記トランジスタのコレクタにカソードが接続され、前記基準電位にアノードが接続されているダイオードとを有することを特徴とする請求項1に記載のアンテナ切り替え回路。 - 前記第2のコンデンサと前記ループアンテナとの接続点と、前記基準電位との間に介設され、選択動作時には前記第2のコンデンサと前記ループアンテナとの接続点と前記基準電位との間を高周波領域において遮断し、非選択動作時には前記第2のコンデンサと前記ループアンテナとの接続点と前記基準電位との間を短絡状態とする第2の半導体スイッチ回路とを設けたことを特徴とする請求項1または2に記載のアンテナ切り替え回路。
- 高周波信号を出力するアンテナ駆動回路と、前記アンテナ駆動回路から出力される高周波信号を送信するために配設された複数のループアンテナとの間にそれぞれ介設されており、前記アンテナ駆動回路と前記複数のループアンテナのうち、選択した特定のループアンテナとの間を電気的に接続するとともに、残りのループアンテナ間と前記アンテナ駆動回路とを電気的に切断するアンテナ切り替え回路であって、
前記それぞれのアンテナ切り替え回路における入力点は、前記アンテナ駆動回路から出力される高周波信号の出力点と共通に接続されるとともに、その出力点は前記複数のループアンテナの一端にそれぞれ接続され、
前記複数のループアンテナの他端は、アンテナ駆動回路の動作基準点である基準電位にそれぞれ接続され、
各アンテナ切り替え回路における入力点と出力点との間には、第1のコンデンサと第2のコンデンサとかなる直列回路が配設されるとともに、前記第1のコンデンサと第2のコンデンサとの間と、前記基準電位との間には、選択動作時には開放となって前記アンテナ駆動回路から出力される高周波信号を対応するループアンテナに送信し、非選択動作時には前記第1のコンデンサと第2のコンデンサとの接続点と、前記基準電位とを短絡させて、対応するループアンテナを高周波領域において遮断する第1の半導体スイッチ回路と、
前記ループアンテナの他端と前記基準電位との間に介設され、選択動作時には前記ループアンテナの他端と前記基準電位との間を高周波領域において短絡状態とし、非選択動作時には前記接続点と前記基準電位との間を遮断状態とする複数の第2の半導体スイッチ回路とを有し、
前記複数個の第1及び第2の半導体スイッチ回路とループアンテナとの組み合わせのうち、選択動作している半導体スイッチ回路に接続している高周波信号伝送回路を介して前記アンテナ駆動回路から出力される高周波信号を前記ループアンテナに送信し、非選択動作している半導体スイッチ回路に対応するループアンテナを、前記第1のコンデンサと第2のコンデンサとの接続点から高周波領域において遮断するようにしたことを特徴とするアンテナ切り替え回路。
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