JPH05218701A

JPH05218701A - 高周波線路の回路切換装置

Info

Publication number: JPH05218701A
Application number: JP1874192A
Authority: JP
Inventors: Koichi Tsunekawa; 剛一恒川; Hirohiko Yamamoto; 裕彦山本; Hiroshi Nakano; 洋中野; Tomozo Ota; 智三太田
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 1992-02-04
Filing date: 1992-02-04
Publication date: 1993-08-27

Abstract

(57)【要約】【目的】マイクロ波帯および準マイクロ波帯における
小型かつ簡易な切換装置を提供する。【構成】無線機本体１と内部アンテナ２の間には（２
ｎ＋１）λ／４（ｎ＝０，１，２，…）離れて第１の分
岐点５１と第２の分岐点５２が設けられている。第１の
分岐点５１から高周波コネクタ３０までは合計長さがλ
／２のストリップライン１３および１４で接続されてい
る。第２の分岐点５２からはλ／２の長さのストリップ
ライン１５が分岐されている。外部アンテナ３が接続さ
れているとき第１の分岐点５１から内部アンテナ２を見
たインピーダンスがハイインピーダンスとなり、外部ア
ンテナ３が接続されていないときは第１の分岐点５１か
らストリップライン１３を見たインピーダンス及び第２
の分岐点５２からストリップライン１５を見たインピー
ダンスがハイインピーダンスとなる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、マイクロ波回路の切換
装置に関し、特に、複数の高周波回路を選択切換えする
ために使用されるものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、準マイクロ波帯・マイクロ帯を用
いた移動体通信システムの開発が盛んである。これに伴
い、パーソナルユースを対象とした携帯型移動通信機器
の開発も進んでいる。これらの携帯型移動通信機器を車
載用として兼用する場合、別途、外部アンテナを接続す
る必要がある。ただし、内部アンテナと外部アンテナを
パラレルに接続する場合、インピーダンスの不整合によ
るアンテナ特性の劣化や、内部アンテナからの洩れ電波
を外部アンテナが受信することにより発振（外部アンテ
ナに低雑音増幅器が装荷されている場合）等の問題点が
あるため、２つのアンテナを切換えて使用する必要があ
る。

【０００３】従来、マイクロ波回路における切換えに
は、主に、ＰＩＮダイオードスイッチが用いられてき
た。図４はその一例の回路図である（オーム社発行電
子通信学会編アンテナ工学ハンドブックｐ２５６
図３・６２参照）。

【０００４】図４において、入力端子６１はコンデンサ
７４およびインダクタ８１を介して接地されている。第
１の出力端子６２は、コンデンサ７５およびＰＩＮダイ
オード７０を介して、コンデンサ７４とインダクタ８１
の接続部に接続されている。コンデンサ７５とＰＩＮダ
イオード７０の接続部は、ＰＩＮダイオード７１とイン
ダクタ７７およびコンデンサ７８との並列回路により接
地されている。これらと左右対称に、第２の出力端子６
３と入力端子６１および接地との間に、ＰＩＮダイオー
ド７２および７３、インダクタ７９、コンデンサ７６お
よび８０が接続されている。ドライバ６４は、コンデン
サ７８および８０の両端に正負のバイアス電圧を印加す
るように接続されている。

【０００５】図４において、ドライバ６４により、コン
デンサ７８の両端に負電圧、コンデンサ８０の両端に正
電圧がかけられた場合は、ＰＩＮダイオード７０および
７２は、順電流が流れＯＮ状態に、ＰＩＮダイオード７
１および７３は、逆電圧のためＯＦＦ状態となる。ま
た、インダクタ７７，８１，７９は、マイクロ波周波数
では、ハイインピーダンスとなっているので、入力端子
６１から入った信号は、第１の出力端子６２へのみ伝送
され、第２の出力端子６３へは伝送されない。逆に、ド
ライバ６４によりコンデンサ７８の両端に正電圧、コン
デンサ８０の両端に負電圧がかけられた場合は、同様の
原理により、入力端子６１から入力された信号は、第２
の出力端子６３へのみ伝送され第１の出力端子６２へは
伝送されない。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】図４に示されるような
従来のＰＩＮダイオードスイッチは、複数のＰＩＮダイ
オードをドライバによって制御する構造となっているた
め、回路構成が複雑でかつ高価になる傾向があり、ま
た、各マイクロ波回路の駆動用とは別に、ドライバによ
る制御のために電力を消費するため、パーソナル無線機
等に組込むには不適当であった。

【０００７】本発明は、上記問題点に鑑みなされたもの
で、ドライバ等の制御機器が不要で、かつ、安価，低消
費電力である切換装置を提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明では、主マイクロ
波装置と第１の副マイクロ波装置及び第２の副マイクロ
波装置を接続する高周波線路の回路切換装置において、
主マイクロ波装置と第１の副マイクロ波装置とを接続す
る高周波線路に、主マイクロ波装置側に第１の分岐点を
設け、第１の分岐点から１／４波長の奇数倍離れた距離
に第２の分岐点を設け、第１の分岐点から、第２の副マ
イクロ波装置を接続するための第１の高周波回路を分岐
させ、第２の分岐点から、第２の高周波回路を分岐さ
せ、第２の高周波回路は、第２の副マイクロ波装置が接
続されているときは、第１の分岐点から第１の副マイク
ロ波装置側を見たインピーダンスがハイインピーダンス
となり、第２の副マイクロ波装置が接続されていないと
きは、第１の分岐点から第１の高周波回路側を見たイン
ピーダンス及び第２の分岐点から第２の高周波回路側を
見たインピーダンスがともにハイインピーダンスとなる
ようにした。

【０００９】

【作用】本発明は以上のような構成であるから、第２の
副マイクロ波装置が接続されていない場合、第１の分岐
点から第１の高周波回路を見たときのインピーダンスお
よび第２の分岐点から第２の高周波回路を見たときのイ
ンピーダンスは、各々ハイインピーダンスとすることが
できるため、所望の周波数においては２つの分岐回路は
無視でき、したがって、第１の副マイクロ波装置からの
信号は、不要の損失なく主マイクロ波装置に伝送され
る。

【００１０】第２の副マイクロ波装置が接続されたとき
は、第１の高周波回路は、主マイクロ波装置と第２の副
マイクロ波装置とを接続する主伝送線路となる。また第
２の高周波回路は、第２の分岐点でショートとなるため
に、第１の副マイクロ波装置から送られてきた信号は反
射され、主マイクロ波装置には伝送されない。さらに、
このショート点より（２ｎ＋１）／４波長（ｎ＝０，
１，２，…）離れた第１の高周波回路との第１の分岐点
から第２の分岐点を見たときの高周波線路のインピーダ
ンスは、ハイインピーダンスとなり、第１の高周波回路
より第１の副マイクロ波装置側の回路は、所望の周波数
においては電気的に無視できる。したがって、第２の副
マイクロ波装置が接続されているときには、電気的に
は、第２の副マイクロ波装置のみが接続されているのと
等しくなり、第２の副マイクロ波装置で受信された信号
のみが不要な損失なく主マイクロ波装置に伝送される。

【００１１】

【実施例】図１は本発明の一実施例のブロック図であ
る。無線機の内部アンテナと外部アンテナの切換えの実
施例を基に説明する。

【００１２】図１において、無線機箱体１００の内部に
は、無線機本体１と内部アンテナ２とが収容され、ま
た、外部アンテナ３は外部アンテナ本体３０１と低雑音
増幅器（ＬＮＡ）３０２より構成されている。外部アン
テナ３は、同軸ケーブル３２を介して、高周波コネクタ
３０及び３１により無線機箱体１００内部の回路と接続
できる。ＬＮＡ３０２は、ケーブルロス及びそれに伴う
ＮＦの劣化を補償するためである。無線機本体１から適
宜の手段により電力を供給されている。

【００１３】無線機本体１は、ストリップライン１０に
より第１の分岐点５１に至り、所望の周波数の波長をλ
とすると、一方は約λ／４のストリップライン１１によ
り第２の分岐点５２に至り、他方はストリップライン１
３を介しＤＣカットのためのコンデンサ１７の一方の端
子に接続される。第２の分岐点５２の一方は、ＤＣカッ
トのためのコンデンサ１８を介しストリップライン１２
により内部アンテナ２に接続され、他方は約λ／２のス
トリップライン１５を介しＰＩＮダイオード１９の正極
側の端子に接続される。ＰＩＮダイオードの負極側の端
子は分岐され、一方はλ／４のストリップライン１６で
終端開放され、他方はλ／４のバイアスライン２０を介
してストリップライン１４に接続され、さらにストリッ
プライン１４は高周波コネクタ３０に接続されている。
ストリップライン１０〜１６はたとえば特性インピーダ
ンス５０オームのものを使用する。このとき、第１の分
岐点５１から高周波コネクタ３０の端面までの電気長が
略λ／２となる様に設定する。

【００１４】図１において、外部アンテナ３が接続され
ていないとき、すなわち高周波コネクタ３０が開放状態
にあるときは、ＰＩＮダイオード１９は、高周波的には
非常にハイインピーダンスとなり、かつ、ストリップラ
イン１５は約λ／２と設定されているので、第２の分岐
点５２からストリップライン１５を見たときのインピー
ダンスはハイインピーダンスとなり、所望の周波数にお
いては無視できる。また、ストリップライン１３および
ストリップライン１４はそれぞれ約λ／４の長さで高周
波コネクタ３０が開放状態のとき、第１の分岐点５１か
らストリップライン１３をみたインピーダンスがハイイ
ンピーダンスとなるように調整してある。したがって、
所望の周波数においては、無線機本体１にストリップラ
イン１０、ストリップライン１１、ストリップライン１
２を介して内部アンテナ２のみが接続されているのと同
じ状態となり、内部アンテナ２で受信された信号は無線
機本体１へ低損失で伝送される。

【００１５】外部アンテナ３が接続されたとき、つま
り、高周波コネクタ３０と高周波コネクタ３１が接続さ
れたとき、ＰＩＮダイオード１９はＯＮ状態となり、ロ
ーインピーダンスとなる。ストリップライン１６の長さ
は約λ／４、ストリップライン１５の長さは約λ／２に
してあるため、第２の分岐点５２はショートとなる。実
際には、ＰＩＮダイオードにおける位相変化を補償する
ため、ストリップライン１６の長さを実験的に調整する
必要がある。よって、内部アンテナ２で受信された信号
は、第２の分岐点５２で反射されるため、無線機本体１
へは伝送されない。また、ストリップライン１１は約λ
／４の長さとなっているため、第１の分岐点５１からス
トリップライン１１を見たインピーダンスはハイインピ
ーダンスとなり無視できる。以上より、所望の周波数に
おいては、無線機本体１にストリップライン１０、スト
リップライン１３、コンデンサ１７、ストリップライン
１４、高周波コネクタ３０および３１、同軸ケーブル３
２を介して外部アンテナ３のみが接続されているのと等
しくなる。したがって、外部アンテナ３を接続したとき
は、内部アンテナ２で受信された信号は、無線機本体１
には伝送されず、外部アンテナ本体３０１で受信された
信号のみが無線機本体１に伝送される。

【００１６】図２は、本発明の第２の実施例のブロック
図である。この例においては、第１の分岐点５１と高周
波コネクタ３０を約λ／２の長さのストリップライン２
１で接続し、ストリップライン１１とはＤＣカットのた
めのコンデンサ２３を介して接続されている。第２の分
岐点５２と内部アンテナ２とは直接ストリップライン１
２により接続され、無線機箱体に設けた高周波コネクタ
３３と第２の分岐点５２とは、約λ／２のストリップラ
イン２２により接続されている。高周波コネクタ３３は
ショート端子３４によりショートすることができる。

【００１７】図２において、外部アンテナ３およびショ
ート端子３４が接続されていないとき、つまり高周波コ
ネクタ３０および３３が開放されているとき、ストリッ
プライン２１は、第１の分岐点５１から、ストリップラ
イン２１と高周波コネクタ３０により構成されている高
周波回路を見たときのインピーダンスがハイインピーダ
ンスとなるように調整している（約λ／２）ため、所望
の周波数においては影響を与えない。ストリップライン
２２も同様に調整してあり（約λ／２）無視できる。し
たがって、無線機本体１にストリップライン１０、スト
リップライン１１、ストリップライン１２を介して内部
アンテナ２のみが接続されているのと等しくなり、内部
アンテナ２で受信された信号は、不要な損失なく無線機
本体１へと伝送される。

【００１８】外部アンテナ３およびショート端子３４が
接続されたときは、ストリップライン２１は外部アンテ
ナ３と無線機本体１とを接続する主伝送ラインとなる。
また、ストリップライン２２は約λ／２であり、ショー
ト端子３４で終端されているので、第２の分岐点５２で
のインピーダンスはショートとなり、内部アンテナ２で
受信された信号は、第２の分岐点５２で反射され、無線
機本体１には伝送されない。また、ストリップライン１
１は約λ／４であり、第２の分岐点５２がショート状態
であるため、第１の分岐点５１から、ストリップライン
１１を見たインピーダンスはハイインピーダンスとな
る。したがって、所望の周波数においては、無線機本体
１にストリップライン１０、ストリップライン２１、高
周波コネクタ３０および３１、同軸ケーブル３２を介し
て外部アンテナ３のみが接続されているのと等しくな
り、外部アンテナ３で受信された信号は、不要な損失な
く無線機本体１に伝送される。本実施例によれば、外部
アンテナにＤＣ電圧を供給しない場合でも適用でき、ま
た、切換えにダイオード等のアクティブ素子を使用しな
いため、省電力化が図れる。

【００１９】図３は本発明の第３の実施例のブロック図
である。図２の実施例と異なるところは、ショート端子
３４の代わりに高周波コネクタ３１に接続された金属導
体３５を用いてストリップライン２２の端部５３をショ
ートすることである。本実施例では、外部アンテナ３を
接続していないとき、つまり、高周波コネクタ３０およ
び３１を接続していないとき、第１の分岐点５１からス
トリップライン２１側を見たインピーダンスは、第２の
実施例で示したようにハイインピーダンスとなり無視で
きる。また、ストリップライン２２は、約λ／２のオー
プンスタブであるから、第２の分岐点５２から見たと
き、ハイインピーダンスとなり無視できる。

【００２０】外部アンテナ３が接続されたとき、つま
り、高周波コネクタ３０および３１が接続されたとき、
ストリップライン２１は外部アンテナ３と無線機本体１
を接続する主伝送ラインとなり、また、ストリップライ
ン２２は約λ／２であり、その端部５３は、金属導体３
５によってショートされるため、第２の分岐点５２はシ
ョートとなる。したがって、第２の実施例と同様に、外
部アンテナ３で受信された信号のみが無線機本体１に伝
送される。このように、第３の実施例ではショート端子
の取付けが必要なくなるために、第２の実施例に比べて
操作の単純化が図れる。

【００２１】以上、３つの実施例を示したが、ストリッ
プラインの特性インピーダンスは５０オームである必要
がなく、整合のためのスタブ等を付加してもよい。ま
た、接続される副マイクロ波装置は、アンテナ以外の、
たとえば、発振回路等であってもよい。

【００２２】

【発明の効果】本発明は以上のように、ドライバを含ま
ない回路構成としているため、安価で小型の回路構成と
なり、かつ、切換えのためのアクティブ素子を減らす
か、または省略することによって省電力化が可能とな
る。さらには、コネクタの着脱のみにより切換えが行な
えるので、操作の単純化が図れる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例のブロック図である。

【図２】本発明の第２の実施例のブロック図である。

【図３】本発明の第３の実施例のブロック図である。

【図４】従来の回路の一例のブロック図である。

【符号の説明】

１無線機本体２内部アンテナ３外部アンテナ１０〜１６，２１，２２ストリップライン１７，１８，２３コンデンサ１９ＰＩＮダイオード２０バイアスライン３０，３１，３３高周波コネクタ３２同軸ケーブル３４ショート端子３５金属導体

フロントページの続き (72)発明者太田智三大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号シャープ株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】主マイクロ波装置と第１の副マイクロ波
装置及び第２の副マイクロ波装置を接続する高周波線路
の回路切換装置において、主マイクロ波装置と第１の副マイクロ波装置とを接続す
る高周波線路に、主マイクロ波装置側に第１の分岐点を
設け、第１の分岐点から１／４波長の奇数倍離れた距離
に第２の分岐点を設け、第１の分岐点から、第２の副マイクロ波装置を接続する
ための第１の高周波回路を分岐させ、第２の分岐点から、第２の高周波回路を分岐させ、第２の高周波回路は、第２の副マイクロ波装置が接続さ
れているときは、第１の分岐点から第１の副マイクロ波
装置側を見たインピーダンスがハイインピーダンスとな
り、第２の副マイクロ波装置が接続されていないとき
は、第１の分岐点から第１の高周波回路側を見たインピ
ーダンス及び第２の分岐点から第２の高周波回路側を見
たインピーダンスがともにハイインピーダンスとなるよ
うにされている、ことを特徴とする高周波線路の回路切
換装置。