JPH0243823A - 送受信共用空中線装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は、携帯無線電話機等に用いられる送受信共用
空中線装置に関し、特に小形で安価な送受信共用空中線
装置に関するものである。

［従来の技術］ 第３図は、例えば特開昭５９−５００１９８号公報に記
載された従来の送受信共用空中線装置を示すブロック図
である。

図において、（２１）は線状又はループ状の空中線、（
２２）は空中線（２１）を携帯無線電話機本体と結合す
るための接続端子、（２３）及び（２４）は接続端子（
２２）に並列に接続された結合インピーダンス、（２５
）は結合インピーダンス（２３）に接続された送信フィ
ルタ、（２６）は結合インピーダンスフ２４）に接続さ
れた受信フィルタ、（２７）は送信フィルタ（２５）に
接続された送信機、（２８）は受信フィルタフ２６）に
接続された受信機である。

尚、（２３）〜（２８）は接続端子（２２）と共に携帯
無線電話機本体を構成しており、結合インピーダンス（
２３）、送信フィルタ（２５）及び送信機（２））から
なる送信側回路と、結合インピーダンス（２４）、受信
フィルタ（２６）及び受信機（２８）からなる受信側回
路とが接続端子（２２）を介して並列に設けられている
。

次に、第３図に示した従来の送受信共用空中線装置の動
作について説明する。

まず、独立に準備された空中線（２１）を、接続端子（
２２）を介して、（２３）〜（２８）からなる携帯無線
電話機本体に結合する。このとき、接続端子（２２）か
ら見た空中線（２１）のインピーダンスは、通常５０Ω
又は７０Ω等に設定される。

送信機（２７）から出力された送信周波数ｆｌ　（例え
ば３８０ＭＨｚ）の送信信号は、送信フィルタ（２５）
、結合インピーダンス（２３）及び接続端子（２２〉を
介して、空中線（２１）から送信される。

一方、空中４１（２１）から受信された受信周波数ｆ２
（例えば２５０ＭＨｚ　）の受信信号は、接続端子（２
２）、結合インピーダンス（２４）及び受信フィルタ（
２６）を介して受信Ｉ！（２８）に入力される。

このとき、送信フィルタ（２５）は送信周波数ｆ、に共
振して送信信号を通過し、受信フィルタ（２６）は受信
周波数ｆ２に共振して受信信号を通過するように設計さ
れており、それぞれ、他の周波数の信号の通過は阻止す
る。

又、結合インピーダンス（２３）は送信波長λ、に対す
るλ／４回路で構成され、結合インピーダンス（２４）
は受信波長λ２に対するλ／４回路で構成されている。

従って、接続端子（２２）から送信側回路及び受信側回
路を見た各インピーダンスは、送信周波数ｆ、に対して
は送信側回路が空中線（２１）のインピーダンスと等し
く、受信周波数に対しては受信側回路が空中線（２１）
のインピーダンスと等しくなり、それぞれ他の周波数に
対しては高インピーダンスとなる。

通常、空中線（２１）として半波長ダイポール空中線を
用いた場合、各周波数ｆ１及びｆ２に対する帯域幅を決
定するＱ値（クォリティファクタ）は、１．５程度であ
り、使用帯域幅を広く設定することができる。

このように１つの空中線（２１）で送受信を共用してい
るが、独立に準備される空中線（２１）のインピーダン
スは、５０Ω又は７０Ωの信号源で規定される携帯無線
電話機本体の特性に整合されなければならない。

従って、小形化を実現するために空中線（２１）を短小
に設計する場合は、インピーダンス整合回路を空中線（
２１）に組み込む必要があり、インピーダンスの低いル
ープ状の空中線（２１）では広帯域化が困難となる。

［発明が解決しようとする課題］ 従来の送受信共用空中線装置は以上のように、線状又は
ループ状の空中線（２１）を用いているので、小形化が
実現できないという問題点があった。

この発明は上記のような問題点を解決するためになされ
たもので、送受信周波数に対する整合状態を損なうこと
なく小形化を実現した送受信共用空中線装置を得ること
を目的とする。

［課題を解決するための手段］ この発明に係る送受信共用空中線装置は、ヘリカル空中
線と、このヘリカル空中線の一方の端子に接続され、送
信周波数に対してヘリカル空中線のインピーダンスと整
合する送信用整合回路と、この送信用整合回路の接続端
子に接続された送信機と、ヘリカル空中線の他方の端子
に接続され、受信周波数に対してヘリカル空中線のイン
ピーダンスと整合する受信用整合回路と、この受信用整
合回路の接続端子に接続された受信機とを設け、送信用
整合回路が、送信周波数でヘリカル空中線のインピーダ
ンスと直列共振し且つ受信周波数に対して高インピーダ
ンスとなり、受信用整合回路が、受信周波数でヘリカル
空中線のインピーダンスと直列共振し且つ送信周波数に
対して高インピーダンスとなるように構成したものであ
る。

［作用］ この発明においては、小形のヘリカル空中線を用いてイ
ンピーダンスを高くすると共に、ヘリカル空中線の両端
子に一体化された送信用及び受信用の各整合回路を調整
して、送受信周波数を広帯域化する。

［実施例］ 以下、この発明の一実施例を図について説明する。第１
図はこの発明の一実施例を示す構成図である。

（１）は小形のヘリカル空中線であり、例えば、外径が
２０ｍｍ、長さが２０＋＊ｍ、巻数が４回に設計されて
いる。（２）は高周波シールド用の地板である。

（３）及び〈４）はヘリカル空中線（１）の両端子であ
り、地板（２）の一対の貫通穴（２ａ）及び（２ｂ）に
挿入されている。

（５）は端子（３）に接続された送信側回路のインダク
タンスであり、送信周波数「１でヘリカル空中線（１）
と共振するようになっている。

（６）は端子（４）に接続された受信側回路のインダク
タンスであり、受信周波数ｆ２でヘリカル空中線（１）
と共振するようになっている。

（７）はインダクタンス（５）に接続された整合用コン
デンサ、（８）はインダクタンス（６）に設けられた整
合用タップ、（９）はインダクタンス（５）と整合用コ
ンデンサ（７）との接続点に設けられた接続端子、（１
０）は整合用タップ（８）に設けられた接続端子である
。

尚、ここでは図示しないが、第３図と同様の送信機（２
７）及び受信機（２８）が、各接続端子（９）及び（１
０）に接続されて一体となっており、送信機（２７）は
インダクタンス（５）及び整合用コンデンサ（７）と共
に送信側回路を構成し、受信機（２８）はインダクタン
ス（６）及び整合用タップ（８）と共に受信側回路を構
成している。又、インダクタンス（５）及び整合用コン
デンサ（７）は、送信周波数ｆ、においてヘリカル空中
線（１）のインピーダンスと整合する送信用整合回路を
構成し、インダクタンス（６）及び整合用タップ（８）
は、受信周波数ｆ２においてヘリカル空中線（１）のイ
ンピーダンスと整合する受信用整合回路を構成している
。

第２図は第１図の等価回路図である。この場合、ヘリカ
ル空中線（１）は、使用周波数に対して十分小形に形成
されているのでインダクタンス成分が無視でき、抵抗成
分Ｒ及び容量成分Ｃの直列回路で表わすことができる。

次に、第１図及び第２図に示したこの発明の一実施例の
動作について説明する。

いま、ヘリカル空中１＆１（１）が上述の寸度であり、
又、送信周波数ｆ１が３８０ＭＨｚ　、受信周波数ｆ２
が２５０ＭＨｚとする。このとき、送信周波数ｒ、に対
するヘリカル空中線（１）の抵抗成分Ｒ７及び容量成分
ＣＩによるインピーダンスは、 Ｒ物２０Ω １／ωｃ　、　＝　２００Ω となり、従来よりも高くなる。又、ヘリカル空中線（１
）の各周波数ｆ、及びｒ２に対する帯域幅を決定するＱ
値は、 Ｑ＝（１／Ｒ）・（１／ωＣ） であるから、この場合、 Ｑ＋＝（１／Ｒ１）・（１／ωＣ＋＞ ＝　２００／２０ ＝１０ となる、従って、このままではＱ値が大きくて使用帯域
幅が狭くなってしまうので、図示したようにヘリカル空
中線（１）の両端子（３）及び（４）を地板（２）内の
各整合回路に接続する。

このとき、送信周波数「Ｉに対して、ヘリカル空中ａ（
１）の容量成分Ｃ７、インダクタンス（５）及び整合用
コン、デンサ（７）は直列共振状態に設定される。又、
受信周波数ｒ２に対して、ヘリカル空中線（１）の容量
成分Ｃ２及びインダクタンス（６）は、直列共振状態に
設定される。

送信周波数ｆ１において、接続端子（９）からヘリカル
空中線（１）側を見たインピーダンスＺ１は、Ｚ、＝Ｒ
，・Ｑ＋’・（Ｃ，／ＣＩ＞２　・・・■で表わされる
。但し、Ｃｔは整合用コンデンサ（７）の容量、Ｒ，、
Ｃ，及びＱ、は送信周波数ｆ、におけるヘリカル空中線
（１）の抵抗成分、容量成分及びＱ値である。■式から
明らかなように、整合用コンデンサ（７）の容量Ｃ１を
調整することにより、ヘリカル空中線（１）側のインピ
ーダンスＺ１を送信機（２７）のインピーダンス（約５
０Ω）に整合させることができる。

一方、送信用整合回路は受信周波数ｆ２に対しては離調
状態であり、端子（３）からインダクタンス（５）側を
見たインピーダンスは十分高く、受信周波数ｆ２に対し
て端子（３）を開放状態にする。

又、受信周波数ｆ２において、接続端子（１０）からヘ
リカル空中線（１）側を見たインピーダンスＺ２は、 Ｚ２＝Ｒ，・　Ｑ　２”・　（１／Ｎ）２　　　・・・
■で表わされる。但し、Ｎは整合用タップ（８）の位置
、Ｒ２、Ｃｘ及びＱ２は受信周波数ｒ２におけるヘリカ
ル空中線（１）の抵抗成分、容量成分及びＱ値である。

■式から明らかなように、整合用タップ（８）の位置Ｎ
を調整することにより、ヘリカル空中線（１）側のイン
ピーダンスＺ２を受信Ｉ！（２８）のインピーダンス（
約５０Ω）に整合させることができる。

一方、受信用整合回路は送信周波数ｆｔに対しては離調
状態であり、端子（４）からインダクタンス（６）側を
見たインピーダンスは十分高く、送信周波数「１に対し
て端子（４）を開放状態にする。

このように、小形のヘリカル空中線（１）を用いてイン
ピーダンスを高くすると共に、整合回路を一体化して送
受信に使用される各周波数を広帯域に調整することがで
きる。

この結果、送信機（２７）から接続端子（９）に印加さ
れる送信周波数ｆ、の送信信号は、送信用整合回路を介
してヘリカル空中線（１）から確実に送信され、ヘリカ
ル空中線（１）から受信される送信周波数ｆ２の受信信
号は、受信用整合回路及び接続端子（１０）を介して確
実に受信機（２８）に受信される。

尚、上記実施例では、各整合回路内のインダクタンス（
５）及びく６）に対して、送信側の接続端子（９）を容
量分割、受信側の接続端子（１０）をタップ分割で設け
たが、その逆でもよく、又、両方とも容量分割又はタッ
プ分割で設けてもよい、更に、インダクタンス（５）及
び（６）をトランス結合として整合回路を実現してもよ
い。

又、図示しないが、各接続端子＜９．）及び（１０）に
並列共振回路又は直列共振回路のトラップを設けても同
等の効果を奏する。

又、各整合回路を複数の共振回路で構成して、各接続端
子（９）及び＜１０）の間のアイソレーションを大きく
してもよく、更に、各整合回路間にシールド板を設けて
分割し、各接続端子（９）及び（１０）の間のアイソレ
ーションを強化してもよい。

［発明の効果］ 以上のようにこの発明によれば、／ヘリカル空中線と、
このヘリカル空中線の一方の端子に接続され、送信周波
数に対してヘリカル空中線のインピーダンスと整合する
送信用整合回路と、この送信用整合回路の接続端子に接
続された送信機と、ヘリカル空中線の他方の端子に接続
され、受信周波数に対してヘリカル空中線のインピーダ
ンスと整合する受信用整合回路と、この受信用整合回路
の接続端子に接続された受信機とを設け、送信用整合回
路が、送信周波数でヘリカル空中線のインピーダンスと
直列共振し且つ受信周波数に対して高インピーダンスと
なり、受信用整合回路が、受信周波数でヘリカル空中線
のインピーダンスと直列共振し且つ送信周波数に対して
高インピーダンスとなるように構成し、ヘリカル空中線
のインピーダンスを高くすると共に、各整合回路を調整
して送受信周波数を広帯域化するようにしたので、小形
で安価な送受信共用空中線装置が得られる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例を示す構成図、第２図は第
１図の等価回路図、第３図は従来の送受信共用空中線装
置を示すブロック図である。 （１）・・・ヘリカル空中線　（３）、（４）・・・端
子（５）、（６）・・インダクタンス （７）・・・整合用コンデンサ （８）・・・整合用タップ　　（９）、（１０）・・・
接続端子（２７）・・・送信機　　　　　（２８）・・
・受信機Ｒ・・・抵抗成分　　　　　Ｃ・・・容量成分
向、図中、同一符号は同−又は相当部分を示す。 昂１図 ヘリ力ｒｔ　＝　４ｘ　Ｒ 渇千 イータ゛ククース ８！香円コν一−７ ！！＋ｆｆｉり・ｌフ゛ 欅自ｅｒ島テ 萬２図 昭和６３年１２月２２日

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ヘリカル空中線と、 このヘリカル空中線の一方の端子に接続され、送信周波
   数に対して前記ヘリカル空中線のインピーダンスと整合
   する送信用整合回路と、 この送信用整合回路の接続端子に接続された送信機と、 前記ヘリカル空中線の他方の端子に接続され、受信周波
   数に対して前記ヘリカル空中線のインピーダンスと整合
   する受信用整合回路と、 この受信用整合回路の接続端子に接続された受信機と、 を備え、 前記送信用整合回路が、前記送信周波数で前記ヘリカル
   空中線のインピーダンスと直列共振し且つ前記受信周波
   数に対して高インピーダンスとな前記受信用整合回路が
   、前記受信周波数で前記ヘリカル空中線のインピーダン
   スと直列共振し且つ前記送信周波数に対して高インピー
   ダンスとなるように構成したことを特徴とする送受信共
   用空中線装置。