JPH08298404A - 送受信装置 - Google Patents

送受信装置

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JPH08298404A
JPH08298404A JP7104024A JP10402495A JPH08298404A JP H08298404 A JPH08298404 A JP H08298404A JP 7104024 A JP7104024 A JP 7104024A JP 10402495 A JP10402495 A JP 10402495A JP H08298404 A JPH08298404 A JP H08298404A
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JP
Japan
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transmission
receiver
transmitter
circulator
antenna
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JP7104024A
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Takashi Kawanami
崇 川浪
Takashi Hasegawa
長谷川  隆
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Murata Manufacturing Co Ltd
Original Assignee
Murata Manufacturing Co Ltd
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    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04BTRANSMISSION
    • H04B1/00Details of transmission systems, not covered by a single one of groups H04B3/00 - H04B13/00; Details of transmission systems not characterised by the medium used for transmission
    • H04B1/38Transceivers, i.e. devices in which transmitter and receiver form a structural unit and in which at least one part is used for functions of transmitting and receiving
    • H04B1/40Circuits
    • H04B1/44Transmit/receive switching
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    • H04B1/48Transmit/receive switching in circuits for connecting transmitter and receiver to a common transmission path, e.g. by energy of transmitter

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  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
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  • Control Of Motors That Do Not Use Commutators (AREA)
  • Transmitters (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 切り替え電流用電池や電流制御回路を不要に
して送信電力によるI.L.の変動を防止でき、かつ送
信系の損失を低減して電力効率を向上できるとともに部
品コストを低減できる送受信装置を提供する。 【構成】 1つのアンテナ2を送信機3と受信機4とで
共用する送受信装置1を構成する場合に、上記アンテナ
2の分岐部Aにサーキュレータ9を介設し、該サーキュ
レータ9と受信機4との接続点とアースに接続された終
端抵抗11との間に、送信時には送信側からの入力電力
によって終端抵抗11側に自動的に切り替わる切替スイ
ッチ10を介設する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、1つのアンテナを送信
側と受信側とで共用するようにした送受信装置に関す
る。
【0002】
【従来の技術】移動通信分野では、送信側,受信側で1
つのアンテナを共用する送受信装置が採用されている
が、この場合、送信信号,受信信号が互いに混入しない
ようにするために送信側と受信側とを分離する送受信分
岐方式が採用されている。
【0003】図7は、従来のTDMA,TDD方式等の
デジタル通信機器の送受信装置を示す概略構成図であ
る。この送受信装置20は、1つのアンテナ21の分岐
部に切替スイッチ22を介設して送信機23,及び受信
機24を接続して構成されており、上記スイッチ22で
送信側,受信側の何れかに切り替えるようにしている。
また上記送受信装置20では、送信信号の反射波による
IM(相互変調)の発生や負荷変動によるPA(増幅
器)の動作が不安定になるのを防止するために、上記ス
イッチ22と送信機23との間にアイソレータ25を接
続している。
【0004】図8は、上記切替スイッチ22の回路図を
示す。図中、C1,C2,C3はカップリングコンデン
サ、C4は高周波短絡用のコンデンサである。L1は長
さ1/4波長のハイインピーダンス線路であり、該ハイ
インピーダンス線路L1の一端は上記コンデンサC4に
より高周波的に短絡されており、これの他端P1点から
見た切り替え電力の入力側のインピーダンスは無限大と
なり、高周波的にはオープンの状態となっている。D
1,D2はダイオードであり、L2は特性インピーダン
スZ0,長さ1/4波長のストリップ線路である。な
お、Z0は回路インピーダンスに等しく、一般的には5
0Ωである。
【0005】上記切替スイッチ22の送信時,受信時に
おける動作について説明する。送信時には、切替スイッ
チ22に切り替え電流を流し、各ダイオードD1,D2
をオンにする。すると、P3点はD2によりアースに短
絡されるため、ストリップラインL2のP2点(分岐
点)から見た受信回路側のインピーダンスは無限大とな
り、オープン状態となる。一方、P1点とP2点とはD
1により短絡されるため、送信側から出力された送信信
号はアンテナ21から放射される。この場合、アンテナ
22で反射された送信信号の一部はアイソレータ25に
よって吸収されることとなり、IMの発生とPAの不安
定動作を防止できる。
【0006】また受信時には、切り替え電流を切り、ダ
イオードD1,D2をオフにする。すると、P1点とP
2点とはD1によりオープン状態になり、P3点はD2
によりアースと絶縁される。従って、アンテナ21から
入力された受信信号は全て受信回路に流れ込むこととな
る。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の送受信装置では、送信,受信に切り替える電流用電
池と電流を制御する電流制御回路とが必要であることか
ら、送受信装置の電力効率が劣化し易く、電池の寿命が
短いという問題があり、また電流制御回路の分だけ大型
化するとともにコストが上昇するという問題がある。さ
らに上記電流制御回路が例えば誤動作した場合は、送受
信装置が使えなくなる等,性能に対する信頼性が低いと
いう問題がある。
【0008】ここで、上記従来の問題点を解決するため
に、図9に示すように、送信信号の出力電圧に応じて自
動的に切り替えを行うようにした切替スイッチ30を採
用することが考えられる。図中、D3〜D6はダイオー
ド,L3は特性インピーダンスZ0,長さ1/4波長の
ストリップ線路である。
【0009】この切替スイッチ30は、受信電力よりも
送信電力の方が大きいことを利用したものである。例え
ばPHSの場合、受信電力がピーク電力で数10μWで
あるのに対して、送信電力はピーク電力で100mW程
度である。ここでは、PHSを想定した送信時と受信時
のスイッチ回路の動作について説明する。
【0010】送信時には、送信側から100mW程度の
高周波信号が出力される。従って、例えば10mWでオ
ンするダイオードD3〜D6に用いれば、送信時に送信
信号が10mWを越えたときにはD3又はD4の何れか
一方とD5又はD6の何れか一方がオンになる。このD
3,D4又はD5,D6のどちらがオンになるかは、電
圧の正負によって決まり、電圧が正のときにはD3,D
5が、負のときにはD4,D6がオンになる。このとき
P4点(分岐点)と送信側回路の端子とはD3,D4に
より高周波的に導通する。またP5点はD5,D6によ
りアースに短絡されるので、上記P4点から見た受信回
路側のインピーダンスは無限大となり、オープン状態に
なる。従って、送信信号はその大部分がアンテナから放
射され、一部はアンテナから反射して送信回路に戻るこ
ととなるがアイソレータで吸収される。
【0011】一方、受信時には、アンテナから入力され
る受信電力が数10μWと非常に小さいので、各ダイオ
ードD3〜D6は全てオフとなる。このため、P4点と
送信回路側の端子とはD3とD4とにより絶縁され、か
つP5点はD5とD6によりアースと絶縁される。よっ
てアンテナから入力された受信信号は全て受信回路に流
れ込むこととなる。
【0012】このように上記切替スイッチ30では、切
り替え電流用電池や電流制御回路を不要にできるので、
送受信装置の電力効率を向上でき、大型化,高コスト化
を回避できるとともに、性能に対する信頼性を向上でき
る。
【0013】ところで、ダイオードは入力電力により信
号の通過特性が異なり、一般的には電力が大きいほど
I.L.(挿入損失)が減少する。上記従来の切替スイ
ッチ22では、電池により大電力を供給するため送信信
号の電力に関係なく、I.L.は略一定である。しか
し、上記切替スイッチ30のように送信信号の電力によ
って自動切り替えを行う場合はI.L.が変化し易く、
電力が小さいほどI.L.が増加することから、性能が
劣化するという懸念がある。
【0014】また、上記何れの切替スイッチ22,30
においても、送信時には信号が該切替スイッチを通過す
ることから送信系の損失が増大し易く、電力効率が悪化
するという問題があり、また送信側と受信側との切り替
えに高アイソレーション特性を有するスイッチが必要で
あるので、部品コストが上昇するという問題がある。
【0015】本発明は、このような実情に鑑みてなされ
たのもので、切り替え電流用電池や電流制御回路を不要
にしながら、送信電力によるI.L.の変動を防止して
信頼性を向上でき、かつ送信系の損失を低減して電力効
率を向上できるとともに部品コストを低減できる送受信
装置を提供することを目的としている。
【0016】
【課題を解決するための手段】本発明は、1つのアンテ
ナを送信側と受信側とで共用するようにした送受信装置
において、上記アンテナから上記送信側,受信側への分
岐部にサーキュレータを介設し、該サーキュレータと受
信側との接続点とアースとの間に終端抵抗を介設すると
ともに、該終端抵抗と上記接続点との間に送信時には送
信側からの入力電力により終端抵抗側に自動的に切り替
わる切替スイッチを介設したことを特徴としている。
【0017】
【作用】本発明に係る送受信装置によれば、アンテナの
分岐部にサーキュレータを介設するとともに、該サーキ
ュレータと受信側との接続点と終端抵抗との間に送信電
力により自動的に終端抵抗側に切り替わる切替スイッチ
を介設したので、従来の切り替え電流用電池や電流制御
回路を不要にでき、それだけ送受信装置全体の電力効
率,及び性能に対する信頼性を向上できる。また制御回
路を別途設ける必要もないので、装置の大型化,高コス
ト化を回避できる。
【0018】また本発明では、切替スイッチを受信側に
配設し、送信側には切替スイッチが含まれないので、送
信信号の電力によってI.L.が変化するようなことは
なく、性能が劣化するという懸念を解消できる。また送
信信号は切替スイッチを通過しないことから、低損失ス
イッチを採用する必要がなく、それだけ部品コストを低
減できる。さらに送信信号と受信信号とはサーキュレー
タで分離するので、従来のような高アイソレーション特
性を有するスイッチを採用しなくても済み、この点から
も部品コストを低減できる。
【0019】本発明では、送信時にはサーキュレータは
これの1つのポートが終端されることからアイソレータ
として機能することとなり、IMの発生や負荷変動によ
りPAの動作が不安定になるという問題を生じることは
ない。
【0020】
【実施例】以下、本発明の実施例を添付図に基づいて説
明する。図1及び図2は、本発明の一実施例による送受
信装置を説明するための図であり、図1は送受信装置の
概略構成図、図2は本実施例装置の切替スイッチの回路
図である。
【0021】本実施例の送受信装置1は、1つのアンテ
ナ2を分岐部Aに介設されたサーキュレータ9を介して
送信機3側及び受信機4側で共用した構造のもので、基
本的構成は従来と略同様である。上記アンテナ2と分岐
部Aとの間には帯域通過型バンドパスフィルタ5が接続
されており、これは所定周波数帯域の信号のみ通過さ
せ、他の周波数帯域の信号の通過を阻止する機能を有し
ている。
【0022】また上記送信機3と分岐部Aとの間には送
信信号を増幅するためのPA6が介設されており、上記
受信機4と分岐部Aとの間には受信信号を増幅するLN
A7,及び帯域通過型バンドパスフィルタ8が接続され
ている。
【0023】上記分岐部Aに介設されたサーキュレータ
9は信号を伝送方向にのみ通過させ、逆方向への伝送を
阻止する機能を有している。このサーキュレータ9と上
記受信機4側のLNA7との間には切替スイッチ10が
介設されており、該切替スイッチ10の一方の端子とア
ースとの間には終端抵抗器11が介設されている。この
切替スイッチ10は、受信信号が入力されると受信機4
側に、送信信号が出力されると該電圧値に応じて終端抵
抗器11側にそれぞれ自動的に切り替わるように構成さ
れている。
【0024】上記切替スイッチ10は、図2に示すよう
に、サーキュレータ9と終端抵抗器11との間にダイオ
ードD7,D8を並列接続し、両者間のP6点に特性イ
ンピーダンスZ0,長さ1/4波長のストリップ線路L
4を接続し、また該ストリップ線路L4とアースとの間
にダイオードD9,D10を並列接続し、両者の間のP
7点にRx系を接続して構成されている。
【0025】次に、上記切替スイッチ10の動作をPH
Sに適用した場合を例にとって説明する。送信時には、
送信機3側から100mW程度の高周波信号が出力され
る。いま、送信信号のアンテナ2からの反射によりサー
キュレータ9を介して切替スイッチ10側に数10mW
程度の高周波信号が入り込むとする。ここで、10mW
でオンするダイオードD7〜D10を用いたとすると、
上記高周波信号が10mWよりも高いときにはダイオー
ドD7又はD8のいずれか一方と、D9又はD10のい
ずれか一方がオンになる。この場合、電圧が正のときは
D7とD9が、負のときはD8とD10がオンする。
【0026】このとき、P7点は上記ダイオードD9又
はD10によりアースに短絡されることとなるので、P
6点から見た受信機4側のインピーダンスは無限大とな
り、オープン状態となる。また、上記P6点はダイオー
ドD7又はD8により終端抵抗器11に接続されるの
で、高周波信号の10mW以上の電力は終端抵抗器11
で吸収消費される。
【0027】このようにサーキュレータ9にはアンテナ
2からの反射信号が戻らないので、送信機3側に反射波
が入り込むことはない。また、上記切替スイッチ10を
通過する信号もないことから、受信機4側にも入り込む
ことはない。従って、IMの発生やPAの動作が不安定
になるのを防止できる。さらに送信機3側にはダイオー
ドがないので、ダイオードの比線形性による影響を受け
ることもなく、かつダイオードによる損失も回避でき、
送信電力によるI.L.の変化を回避できる。
【0028】一方、受信時には、受信信号の電力は送信
電力に比べて非常に弱く数10μW程度であることか
ら、ダイオードD7〜D10は全てオフとなる。このた
め、P6点と終端抵抗器11とはD7,D8で絶縁され
るとともに、P7点とアースとはD9,D10で絶縁さ
れることとなる。これによりアンテナ2からの受信信号
は全て受信機4側に流れることとなる。この場合、受信
時に万が一大電流が入り込んでも切替スイッチ10が吸
収するので、LNA7への影響を回避できる。
【0029】図3及び図4は、本実施例の効果を確認す
るために行った実験を説明するための図である。この実
験では、表1に示すように、市販の各種デバイスを使用
し、950MHz帯における切替スイッチ(図3参照)
を作成した。ここでマイクロストリップラインLは、9
50MHzでの1/4波長は約48mmであるが、ダイ
オードがその内部に容量を持っているために長さを40
mmと短くした(図4参照)。
【表1】
【0030】そして、表2に示すように、950MHz
での入射電力を100μW〜100mWの間で変化させ
たときの反射損失(dB),及びI.L.(dB)の電
気的特性を測定した。ここで、反射損失は図3のP8点
からの反射特性であり、I.L.はP8点からP9点へ
のI.L.である。
【表2】
【0031】また、図5(a),(b)はそれぞれ上記
入射電力100μW,100mWにおける反射損失を示
す特性図であり、図6(a),(b)はそれぞれ入射電
力100μW,100mWにおけるI.L.を示す特性
図である。
【0032】上記表2,及び各図からも明らかなよう
に、受信電力100μW、送信電力100mWの場合、
この100μW〜100mWの間では反射損失は何れも
18dB以上である。従って、アンテナから反射した反
射信号は非常に弱く送信機側に流れ込むことはなく、I
Mの発生やPAの動作が不安定となることはない。
【0033】また受信信号はI.L.が0.9dBで通
過し、この後LNA,BPFを通過して受信機側に流れ
込むこととなる。この場合、受信信号はLNAで増幅さ
れることとなるので、上記I.L.の損失は問題になら
ないレベルである。
【0034】一方、送信時にはI.L.が約10dBで
あるので、100mWの送信電力が出力されてもLNA
に入り込む送信電力は10mW程度である。この場合、
10mWが規格内のLNAを採用することにより、負荷
変動による不安定動作を防止できる。
【0035】このように本実施例によれば、アンテナ2
の分岐部Aにサーキュレータ9を介設するとともに、該
サーキュレータ9と受信機4との間に送信電力に応じて
自動的に切り替えを行う切替スイッチ10を介設したの
で、従来の切り替え電流用電池や電流制御回路を不要に
でき、それだけ送受信装置全体の電力効率,及び性能に
対する信頼性を向上でき、また装置の大型化,高コスト
化を回避できる。
【0036】また上記切替スイッチ10は送信側に含ま
れないので、送信信号の電力によってI.L.が変化す
るようなことはなく、性能が劣化するという懸念を解消
できる。しかも上記送信信号は切替スイッチ10を通過
しないで済むことから、低損失スイッチを採用する必要
がなく、それだけ部品コストを低減できる。さらに送信
信号と受信信号とはサーキュレータ9で分離するので、
従来のような高アイソレーション特性を有するスイッチ
を採用しなくても済み、この点からも部品コストを低減
でき、低価格化に対応できる。
【0037】さらに上記サーキュレータ9は送信時には
アイソレータとして機能することから、送信系における
IMの発生や負荷変動によりPAの動作不安定化を回避
できる。
【0038】
【発明の効果】以上のように本発明に係る送受信装置に
よれば、アンテナの分岐部にサーキュレータを介設し、
該サーキュレータと受信側との接続点と終端抵抗との間
に、送信時には送信側からの入力電力により終端抵抗側
に自動的に切り替わる切替スイッチを介設したので、切
り替え電流用電池や電流制御回路を不要にしながら、送
信電力によるI.L.の変動を防止できる効果があり、
また送信系の損失を低減して電力効率の向上を図ること
ができるとともに部品コストを低減できる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例による送受信装置を説明する
ための概略構成図である。
【図2】本実施例装置の切替スイッチの回路図である。
【図3】本実施例の効果を確認するために行った実験に
採用した切替スイッチの回路図である。
【図4】上記実験に採用したマイクロストリップライン
の斜視図である。
【図5】上記実験による反射損失を示す特性図である。
【図6】上記実験によるI.L.を示す特性図である。
【図7】従来の送受信装置の概略構成図である。
【図8】従来の切替スイッチの回路図である。
【図9】本発明の成立過程を説明するための切替スイッ
チの回路図である。
【符号の説明】
1 送受信装置 2 アンテナ 3 送信機 4 受信機 9 サーキュレータ 10 切替スイッチ 11 終端抵抗

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 1つのアンテナを送信側と受信側とで共
    用するようにした送受信装置において、上記アンテナか
    ら上記送信側,受信側への分岐部にサーキュレータを介
    設し、該サーキュレータと受信側との接続点とアースと
    の間に終端抵抗を介設するとともに、該終端抵抗と上記
    接続点との間に、送信時には送信側からの入力電力によ
    り終端抵抗側に自動的に切り替わる切替スイッチを介設
    したことを特徴とする送受信装置。
JP7104024A 1995-04-27 1995-04-27 送受信装置 Pending JPH08298404A (ja)

Priority Applications (7)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP7104024A JPH08298404A (ja) 1995-04-27 1995-04-27 送受信装置
KR1019960013194A KR100200411B1 (en) 1995-04-27 1996-04-26 Transmitting and receiving apparatus
EP96106638A EP0740427B1 (en) 1995-04-27 1996-04-26 Transmitting and receiving apparatus
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Applications Claiming Priority (1)

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ID=14369695

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