JPH07336267A - 周波数帯域可変分波器 - Google Patents

周波数帯域可変分波器

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JPH07336267A
JPH07336267A JP6145718A JP14571894A JPH07336267A JP H07336267 A JPH07336267 A JP H07336267A JP 6145718 A JP6145718 A JP 6145718A JP 14571894 A JP14571894 A JP 14571894A JP H07336267 A JPH07336267 A JP H07336267A
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金見 佐々木
Hiroshi Haga
寛 羽賀
Kazuo Murata
和雄 村田
Fujio Ishibashi
富士男 石橋
Hirotoshi Takahashi
宏寿 高橋
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  • Mobile Radio Communication Systems (AREA)
  • Control Of Motors That Do Not Use Commutators (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】マイクロ波帯セルラ携帯電話システムの移動機
に用いられる送受信分波器の挿入損失を減らし、小形
化,低価格化を図る。 【構成】送受信共用アンテナ(ANT)に接続された結
合器11と、結合器11から分岐接続された送信フィル
タ12,受信フィルタ13からなる分波器の送信フィル
タ12としてノッチ形ローパス特性の周波数帯域可変B
EFを設ける。送受信周波数帯域を4つに分割し、通話
チャネルに連動した帯域制御信号によってBEFの減衰
極をシフトさせ、対応する送受信分割帯域毎に通話中の
送受信チャネル信号を分波するように構成した。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、マイクロ波帯の無線通
信機、特に、携帯電話機に用いられる分波器に関する。
【0002】
【従来の技術】900MHz帯セルラ電話システム、例
えば、英国の自動車電話・携帯電話システムとして実施
されているE−TACS(Extended Total Access Comu
nications System)の仕様を例にとると、周波数帯域
は、図1の周波数配置のように、移動送信は872〜9
05MHz(M)、基地送信は917〜950MHz
(B)と定められており、それぞれ33MHz幅の送受
信帯域をもち、隣接チャネル間隔は25kHz、送受信
間隔は45MHzと規定されている。実際の通話時は、
送受それぞれ1チャネルが用いられるが、サービスエリ
アやトラフィックの状況に応じてどのチャネルを用いる
か特定されないため、携帯電話機などの移動端末機は、
送受信帯域幅33MHzの中のどのチャネルにも対応で
きるように設計されている。このため、これに用いられ
る送受信機のアンテナ共用器に用いられる分波器は、互
いに相手側の帯域を阻止域とし、33MHz幅の全帯域
を通過域とする2つのフィルタの組合せで構成されてい
る。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、送信帯
域(M)と受信帯域(B)の間隔が12MHzしかない
ため、このフィルタは急峻な特性が要求され高次数にな
らざるをえない。例えば、送信側フィルタにBEF(帯
域阻止フィルタ)、受信側に有極のBPF(帯域通過フ
ィルタ)の構成で、4mm角の誘電体同軸共振器を使っ
た場合でも、それぞれ5段の次数が必要となる。図2は
従来の送信側帯域阻止フィルタの特性例であり、低消費
電力化に特に重要な送信側フィルタの通過帯域(M)内
挿入損失は、図2に示すように2.5dBとなり、実に
入力電力の44%がこの分波器で消費されてしまうとい
う欠点がある。
【0004】セルラ電話システムの端末機においては、
小形化と、低消費電力による長い通話時間がユーザーの
最大の要求であり、メーカとしては、これを実現するこ
とが最大の課題となっている。すなわち、分波器の挿入
損失の低減は急務の命題となっている。また、他のセル
ラ電話システムの場合、送受信の帯域幅や送受信周波数
間隔に多少の違いがあるものの課題は同様である。
【0005】本発明の目的は、上記の課題を解決するた
めに行ったものであり、挿入損失が少なく、しかも、送
受信帯域のどのチャネルに対しても優れた分波機能をも
ち、かつ、コスト低減を図った分波器を提供することに
ある。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明の請求項1に記載
した周波数帯域可変分波器は、送受信共用アンテナが接
続された結合器と、該結合器と送信機との間に接続され
送信周波数帯域を通過域とし該送信周波数帯域と所定の
間隔をおいて設定された等しい帯域幅の受信周波数帯域
を阻止域とする送信フィルタと、前記結合器と受信機と
の間に接続され前記受信周波数帯域を通過域とし前記送
信周波数帯域を阻止域とする受信フィルタとを備えて、
送受信周波数間隔の等しい任意の通話送受信チャネル信
号を分波する分波器において、前記送信フィルタは、前
記送信周波数帯域と前記受信周波数帯域をそれぞれ対応
させて複数に分割し、該分割された対応する通過域と阻
止域に対して規定された相対減衰量が得られ該阻止域に
1つまたは相異なる2つ以上の減衰極を有するノッチ形
帯域阻止フィルタで構成されるとともに、通話送受信チ
ャネルに対応する帯域制御信号に従って前記減衰極が前
記分割された帯域単位にシフトされて通話送受信チャネ
ル信号を分波するように構成されたことを特徴とするも
のである。
【0007】さらに、前記ノッチ形帯域阻止フィルタ
は、ローパスノッチ形帯域阻止フィルタ、または、ハイ
パスノッチ形帯域阻止フィルタであることを特徴とする
ものである。
【0008】
【実施例】図3(A)は本発明の実施例を示す分波器の
構成例図である。図3(A)の実施例は移動子機に用い
る分波器であり、11は結合器、12は送信フィルタ、
13は受信フィルタである。送信フィルタ12は、従来
のBEFに代えて、周波数帯域を外部からの帯域制御信
号VCTL1,VCTL2によって可変設定することのできる周
波数帯域可変BEF(可変BEF)としたものであり、
本発明の主要部をなす。
【0009】図3(B)は送信帯域(M)と受信帯域
(B)を共に4つに分割したときの帯域制御信号
CTL1,VCTL2に対応する帯域特性a1 ,a2 ,a3
4 を示す。図4は各帯域特性例図であり、(A)は伝
送特性を示し、(B)は反射特性を示す。帯域(M),
(B)のそれぞれ区分(1)内のチャネルで送受信する
ときは帯域特性をa1 にする。区分(2),(3),
(4)のときはそれぞれ特性a2,a3 ,a4 に制御す
る。
【0010】上述の送信フィルタ(可変BEF)12の
具体的回路構成については後述するが、損失低減を重要
な目的の一つとする送信側フィルタとして、ダイオード
をスイッチング素子として利用したBEFを用いる。例
えば、33MHzの送受信通過域を4つの帯域に分け、
通話チャネル信号に連動した帯域制御信号を可変BEF
2に与える。この帯域制御信号VCTL1,VCTL2の組合せ
で、本例では通話チャネルに対応して周波数帯域を4通
りに可変設定することができる。これを具体的に実現し
て実測した特性では、図4に示したように、阻止域減衰
量を従来同様に維持した状態で通過帯域の挿入損失を約
1dBにすることができる。この分波器での電力消費は
入力電力の20%であり、従来例の半分以下となる。従
って、携帯電話機等に本発明を適用した場合は、電池の
消耗が少ないため抜群に長い通話時間が得られることに
なる。
【0011】図5は本発明の送信フィルタ12の帯域可
変BEFの具体的回路構成例図である。図において、1
は入力端子であり送信部(TX )が接続される。2は出
力端子であり、図3に示したように結合器11に接続さ
れる。C1 ,C2 は共振用コンデンサ、Z1 ,Z2 は分
布定数線路であり、C1 とZ1 、C2 とZ2 でそれぞれ
直列共振回路が構成され、結合用コイルL4 で接続され
ている。この2つの直列共振回路は並列アームとして接
地間に接続され、相異なる共振周波数で阻止域の減衰極
となる。L3 ,L5 は並列共振用のコイルであり、前記
2つの直列共振回路の低域側の容量成分と並列共振を呈
して通過域となる。つまり、このフィルタはノッチ形B
EFによるローパスフィルタである。
【0012】2つの直列共振回路の中間接続点に接続さ
れたC3 ,C4 ,C7 ,C8 は減衰極の周波数を変える
帯域可変用のコンデンサであり、それぞれスイッチング
ダイオードD1 ,D2 ,D3 ,D4 などのスイッチング
素子を介して接地されている。ダイオードD1 とD2
アノード側には抵抗R1 ,R2 を通して帯域制御信号電
圧VCTL1が印加できるようになっており、帯域制御信号
電圧VCTL1によってダイオードD1 ,D2 をオン/オフ
してコンデンサC3 ,C4 オン/オフすることにより、
2つの直列共振回路の共振周波数、すなわち、阻止域の
2つの減衰極を同時にシフトさせることができる。ダイ
オードD3 ,D4 に対しても、帯域制御信号電圧VCTL2
でオン/オフすることによって同様にコンデンサC7
8 をオン/オフさせることができる。コンデンサ
3 ,C4 ,C7 ,C8 の容量値を所定の値に設定し
て、帯域制御信号電圧VCTL1,VCTL2を図3(B)のよ
うに印加することにより、4種類の帯域特性a1
2 ,a3 ,a4 を可変設定することができる。図5の
1 ,L2 ,L6 ,L7 は、ダイオードD1 ,D2 ,D
3 ,D4 の容量性リアクタンスを打ち消すような誘導性
リアクタンスを有するコイルであり、周波数可変効果を
さらに確実なものにするため付加されている。
【0013】帯域特性がa1 を除くa2 ,a3 ,a4
ときは、ダイオードに順方向電流が流れることになり、
待ち受け時に消費電流が増すが、待ち受け時には送信機
から送信電力が出力されないため、特性を維持するため
に数十μA程度流す手段を講じれば解決する。耐電力性
については、本実施例では、4つのダイオードをオンに
して特性をa4 にしたとき(電流は2mA流れる)、入
力レベルが+34dBm以上まで飽和することはなかっ
た。全ダイオードに負の電圧をかけてオフにしたとき
は、逆バイアス電圧の値によって異なるが、−12Vの
とき+28dBm,−20Vのとき+32dBmまで飽
和することがなかった。これは、出力0.5W程度の携
帯電話機においては、十分な耐電力性能である。
【0014】以上の実施例は、従来技術の説明の冒頭に
記載したように英国の自動車電話・携帯電話システムE
−TACSの仕様を満足する構成例であるが、例えば、
本発明を日本のディジタルセルラシステム(PDC)の
仕様に対して適用する場合は、送受信間隔は130MH
zと規定されており、英国の仕様45MHzに比べて間
隔が広いので、減衰極は1つで十分仕様を満足させるこ
とができる。従って、図5に示した送信側のBEFの構
成は、結合コイルL4 を除く左または右半分の構成で本
発明の目的を達成することができる。この場合の作用は
前述の実施例と全く同じであることは明らかである。
【0015】上記本発明の実施例に用いた周波数帯域可
変BEFは、4種類の帯域に可変設定できるローパスフ
ィルタ構成であるが、2種類の場合、3種類の場合、ハ
イパスフィルタ構成の場合については、周波数帯域可変
フィルタとして、平成6年5月20日、整理番号P06
0057及びP060058により提案を行ったものを
適用することができる。さらに、受信側のBPFを帯域
可変BEFに代えて構成することもできる。
【0016】
【発明の効果】本発明を実施することにより、次の効果
が得られる。 (1)挿入損失が従来例の半分以下となり、低消費電力
ができる。 (2)フィルタの次数が少なくてすみ、小形化,低価格
化が図れる。 (3)携帯電話機に本分波器を利用した場合、電池の消
耗が少ないため通話時間が大幅に長くなる。
【図面の簡単な説明】
【図1】周波数配置例図である。
【図2】従来の送信フィルタ特性例図である。
【図3】本発明の実施例を示す構成図である。
【図4】本発明の主要部である送信フィルタの特性例図
である。
【図5】本発明の主要部である送信フィルタの回路例図
である。
【符号の説明】 1 入力端子 2 出力端子 11 結合器 12 送信フィルタ 13 受信フィルタ C1 ,C2 共振用コンデンサ C3 ,C4 ,C7 ,C8 帯域可変用コンデンサ C5 ,C6 ,C9 ,C10 コンデンサ L1 ,L2 ,L3 ,L5 ,L6 ,L7 コイル L4 結合用コイル Z1 ,Z2 分布定数線路 D1 ,D2 ,D3 ,D4 スイッチングダイオード VCTL1 制御電圧 R1 ,R2 ,R3 ,R4 制御電圧供給用抵抗 Q1 ,Q2 FET
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成6年9月9日
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】発明の名称
【補正方法】変更
【補正内容】
【発明の名称】 周波数帯域可変分波器
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 H04B 7/26 (72)発明者 石橋 富士男 東京都中野区東中野三丁目14番20号 国際 電気株式会社内 (72)発明者 高橋 宏寿 東京都中野区東中野三丁目14番20号 国際 電気株式会社内

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 送受信共用アンテナが接続された結合器
    と、該結合器と送信機との間に接続され送信周波数帯域
    を通過域とし該送信周波数帯域と所定の間隔をおいて設
    定された等しい帯域幅の受信周波数帯域を阻止域とする
    送信フィルタと、前記結合器と受信機との間に接続され
    前記受信周波数帯域を通過域とし前記送信周波数帯域を
    阻止域とする受信フィルタとを備えて、送受信周波数間
    隔の等しい任意の通話送受信チャネル信号を分波する分
    波器において、 前記送信フィルタは、前記送信周波数帯域と前記受信周
    波数帯域をそれぞれ対応させて複数に分割し、該分割さ
    れた対応する通過域と阻止域に対して規定された相対減
    衰量が得られ該阻止域に1つまたは相異なる2つ以上の
    減衰極を有するノッチ形帯域阻止フィルタで構成される
    とともに、通話送受信チャネルに対応する帯域制御信号
    に従って前記減衰極が前記分割された帯域単位にシフト
    されて通話送受信チャネル信号を分波するように構成さ
    れたことを特徴とする周波数帯域可変分波器。
  2. 【請求項2】 前記ノッチ形帯域阻止フィルタは、ロー
    パスノッチ形帯域阻止フィルタであることを特徴とする
    請求項1記載の周波数帯域可変分波器。
  3. 【請求項3】 前記ノッチ形帯域阻止フィルタは、ハイ
    パスノッチ形帯域阻止フィルタであることを特徴とする
    請求項1記載の周波数帯域可変分波器。
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