JPH09186626A - 送受信切換装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 送信信号の減衰を小さくできると共に、送信
アンプからの送信信号をできるだけ低電力にさせて、か
つ所定の距離まで所定レベルの電波を送信させることが
できる送受信切換装置を得ることを課題とする。 【解決手段】 送信時に送信アンプ３からの送信信号を
送出すると、この送信信号がサーキュレータ１１を介し
てアンテナ１から発射され、かつ反射信号がＲＦスイッ
チ５の共通接点とｂ接点と終端抵抗Ｒ０とを介して流す
ことにより、送信アンプ３からの送信信号を減衰するこ
となくアンテナ１から発射させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、送受信するときの
送信時に発生する反射エネルギーを除去する送受信切換
装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】図５は従来の携帯送受信機の送受信切換
装置の概略構成図である。図において、１はアンテナ、
３は送信アンプ、５は送信アンプ３とアンテナ１の間に
設けられたモノリック化されたＲＦスイッチ、７はＲＦ
スイッチ５のａ側と送信アンプ３とに接続されたアイソ
レータ、９はＲＦスイッチ５のａ側に接続された受信ア
ンプである。

【０００３】図５のように構成された送受信切換装置に
おいては、送信時に送受信制御部（図示せず）からの切
換信号により、ＲＦスイッチ５をｂ側に倒し、送信アン
プ３とアイソレータ７とアンテナ１とからなる送信系を
形成して送信信号をアンテナ１に供給して電波を発射さ
せる。

【０００４】この電波の発射中に、例えばアンテナ１に
手等が触れた場合は、定在波比ＳＷＲ（ＳＷＲ：Ｓｔａ
ｎｄｉｎｇ Ｗａｖｅ ｒａｄｉｏ）が劣化する。

【０００５】このため、送信信号がアンテナ１で反射
し、送信アンプ３に逆戻りし、送信アンプ３で歪みや発
振が生じる場合がある。

【０００６】そこで、従来は図５に示すように、ＲＦス
イッチ５と送信アンプ３の間に、一方向にだけ信号を通
過させるアイソレータ７を設けて、送信信号が送信アン
プ３に逆流することを防止している。

【０００７】また、受信時には、送受信制御部（図示せ
ず）からの切換信号により、ＲＦスイッチ５をｂ側に倒
して、アンテナ１が受信した受信入力信号を受信アンプ
９に出力するものである。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、アイソ
レータというのは、０．５［ｄＢ］〜１［ｄＢ］程度の
減衰がある。また、ＲＦスイッチは、０．５［ｄＢ］〜
１［ｄＢ］程度の減衰がある。

【０００９】このため、送信アンプとアイソレータとＲ
Ｆスイッチとアンテナの間では送信信号が１［ｄＢ］〜
２［ｄＢ］程度の減衰となり、送信アンプはこの減衰を
考慮した電力の送信信号で送信しなければならないの
で、電力を多く消費するという問題点があった。

【００１０】即ち、低損失化のためにアイソレータを省
略すると、次のような問題点が生じる。送信中にアンテ
ナに手が触れた場合には、一般にはＳＷＲが劣化し、反
射が起こる。このような場合、アイソレータが無いと送
信信号が歪んだり、送信アンプが異常発振を起こす恐れ
があるという問題点があった。

【００１１】本発明は以上の問題点を解決するためにな
されたもので、送信信号の減衰を小さくできるので、送
信アンプからの送信信号をできるだけ低電力にでき、か
つ送信時には、アイソレータの機能を有する送受信切換
装置を得ることを目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】請求項１は、送信時には
送信アンプとアンテナを電気的に接続し、受信時にはア
ンテナと受信アンプとを電気的に接続して通信をさせる
送受信切換装置において、少なくとも、第１端子、第２
端子、第３端子が備えられ、送信アンプの出力側にいず
れかの端子の一つが接続され、かつアンテナに一方の端
子とは異なるいずれかの端子の一つが接続されたサーキ
ュレータと、少なくとも、共通接点、第１接点、第２接
点が備えられ、共通接点がサーキュレータの残りの接点
に接続され、かつ第１接点又は第２接点のいずれかが受
信アンプの入力側に接続され、受信時には受信アンプの
入力側に接続された接点と共通接点とを接続し、送信時
には他の接点と共通接点とを接続する接続切換手段と、
接続切換手段の他の接点に接続された終端抵抗と備えた
ことを要旨とする。

【００１３】これにより、送信時に送信アンプからの送
信信号を送出すると、この送信信号がサーキュレータを
介してアンテナから発射され、かつ反射信号が接続切換
手段の共通接点と他の接点と終端抵抗とを介して流れ
る。

【００１４】請求項２は、接続切換手段の他の接点に発
生する信号レベルを検出し、信号レベルが所定レベル以
上のときは、アンテナの異常を知らせる異常検出手段と
を備えたことを要旨とする。これにより、反射信号の信
号レベルが所定レベル以上のときは、異常が知らせられ
る。

【００１５】請求項３は、異常検出手段から知らせられ
る異常の度合いに応じて送信アンプからの送信電力を制
御する送信アンプ制御手段とを備えたことを要旨とす
る。

【００１６】これにより、発生する反射信号のパワーを
一定値以下にしたり、又は反射信号のパワーが非常に大
きい場合は、送信アンプからの送信信号が停止される。

【００１７】請求項４は、送受信切換装置は、サーキュ
ーレータと同一ケース内に接続切換手段と終端抵抗とを
内蔵すると共に、各端子との間に、それぞれ整合回路を
内蔵して一体化していることを要旨とする。これにより
装置が小形化する共にＳＷＲの劣化が抑制される。

【００１８】

【発明の実施の形態】図１は本発明の実施の形態１の送
受信切換装置の概略構成図である。図１の送受信切換装
置は、アンテナ１と送信アンプ３との間にサーキュレー
タ１１を設け、このサーキュレータ１１と受信アンプ９
との間にはＲＦスイッチ５を設け、かつＲＦスイッチ５
のｂ接点側には５０［Ω］の終端抵抗Ｒ０を接続して、
送信電力のアンテナ１からの反射エネルギーを終端抵抗
Ｒ０により吸収している。

【００１９】また、サーキュレータ１１は、例えば、接
合部に磁化されたフェライト等を用いた３端子回路網
で、端子１で伝搬した信号は端子２へ、端子２で発生し
た信号は端子３へ、それぞれ循環する。

【００２０】上記のように構成された送受信切換装置の
動作を以下に説明する。例えば、送信アンプ３から送信
信号が出力されると、サーキュレータ１１の端子１に発
生する送信信号の電磁波は端子２に伝搬し、この端子２
からアンテナ１を介して電波が発射される。

【００２１】つまり、送信アンプ３からの送信信号はＲ
Ｆスイッチ５を介さないでサーキュレータ１１により、
アンテナ１側の端子２に出力されるので、従来と比較す
ると減衰が少ない。

【００２２】このようなとき、例えばアンテナ１に手等
が触れた場合は、従来で説明したようにＳＷＲが劣化し
て、アンテナ１からの反射信号がサーキュレータ１１の
端子３に出力される。しかし、ＲＦスイッチ５のｂ接点
と終端抵抗Ｒ０とが接続状態となっているため、この反
射信号は終端抵抗Ｒ０に吸収されるので送信アンプ３の
特性に影響を与えることがない。

【００２３】図２は本発明の実施の形態２の送受信切換
装置の概略構成図である。図２の送受信切換装置は、終
端抵抗Ｒ０とＲＦスイッチ５のｂ接点とにアンテナ異常
検出回路１３が接続されている。

【００２４】このアンテナ異常検出回路１３は、コンデ
ンサＣ１と、コンデンサＣ２と、ダイオードＤ１と、差
動増幅器Ｚ１とから構成され、ＲＦスイッチ５のｂ接点
に発生する信号レベルを検出する。

【００２５】このような送受信切換装置は、例えばアン
テナ１に手等が触れ、アンテナ１からの反射信号がサー
キュレータ１１に出力されて、ＲＦスイッチ５のｂ接点
を介して終端抵抗Ｒ０に流れた場合は、このｂ接点の電
圧がアンテナ異常検出回路１３のコンデンサＣ１とコン
デンサＣ２とダイオードＤ１により検出され、差動増幅
器Ｚ１がこの検出信号と基準値とを比較する。そして、
差動増幅器Ｚ１は、基準値よりｂ接点の電位が高い場合
は、その差に応じたレベルの異常検出信号を出力する。

【００２６】例えば、基準値を適性な送信時の電圧レベ
ルとしているとき、ｂ接点の電位が基準値より高い場合
はアンテナ１からの送信信号反射レベルを異常とするこ
とができる。

【００２７】図３は本発明の実施の形態３の送受信切換
装置の概略構成図である。図３の送受信切換装置は、ア
ンテナ異常検出回路１３の差動増幅器Ｚ１の出力に送信
アンプ制御回路１５を備えている。

【００２８】このような送受信切換装置は、アンテナ１
からの反射信号がサーキュレータ１１及びＲＦスイッチ
５のｂ接点を介して終端抵抗Ｒ０に流れた場合は、この
ｂ接点の電圧がアンテナ異常検出回路１３に検出され、
異常検出信号として送信アンプ制御回路１５に出力され
る。

【００２９】送信アンプ制御回路１５は、異常検出信号
のレベルを判定し、このレベルに応じて送信アンプ５か
らの送信信号のパワーを制御する。

【００３０】従って、例えばアンテナ１に手が触れられ
た場合（触る箇所又は人間によってＳＷＲは相違する）
に、大きな反射信号がサーキュレータ１１、ＲＦスイッ
チ５のｂ接点を介して終端抵抗Ｒ０に流れた場合は、直
ちに異常が検出されて送信アンプ５からの送信信号のパ
ワーが制御される。従って、サーキュレータ１１、ＲＦ
スイッチ５、終端抵抗Ｒ０を保護しながら通信を継続す
ることができる。

【００３１】また、反射信号が非常に大きい場合は、直
ちに送信アンプ５からの送信信号の出力を停止させても
よい。

【００３２】図４は本発明の実施の形態４の送受信切換
装置の概略構成図である。図４の送受信切換装置は、Ｒ
Ｆスイッチ５とサーキュレータ１１と終端抵抗Ｒ０と整
合回路１９、２１、２３とを内蔵して一体化した送受切
換装置１７をケースにおさめてアンテナ１と送信アンプ
５との間に設けたものである。

【００３３】サーキュレータ１１は、一般的にサーキュ
レータ中心部１８と各端子の整合回路１９、２１、２３
とから構成されている。特に、サーキュレータ中心部１
８はマイクロストリップ、同軸線路又は集中定数等で構
成される３端子回路網にフェライト基板を装架し、静磁
界を印加してある。

【００３４】そして、サーキュレータの本質的な作用で
ある信号の一方向の循環は、この部分で生じるが、各端
子のインピーダンスを特性インピーダンスＺｏ（通常Ｚ
ｏ＝５０Ω）に整合させる必要があるので、各端子には
整合回路を挿入している。そして、この各端子の整合度
は帯域内で一般にはＳＷＲ１、２程度である。

【００３５】また、一般にＲＦスイッチのＳＷＲは１、
５程度（最大値）で、終端抵抗ＲｏのＳＷＲは１、２程
度であるので、サーキュレータの外部にＲＦスイッチ
５、終端抵抗Ｒｏを接続した場合、ＳＷＲの最大値は、 １．２×１．５×１．２＝２．１６ となり、かなり特性が劣化する場合がある。特に、接続
のしかたによっては、さらにＳＷＲが劣化する。

【００３６】上記の問題を解決するために、サーキュレ
ータと同一ケース内にＲＦスイッチと終端抵抗を収容し
た一体構造としている。整合回路２３は、ＲＦスイッチ
５の共通端子のインピーダンス（これはＲＦスイッチと
終端抵抗Ｒｏの合成インピーダンスである）に整合させ
る。

【００３７】上記の構造により、部品点数を増加するこ
と無しに、特性（ＳＷＲ、方向性、送信時のアイソレー
ション）の良好なＲＦスイッチが小型に構成できる。

【００３８】終端抵抗ＲｏはＳＷＲがかなり悪く（１．
５〜２．０）程度であっても使用可能であるので周波数
特性の悪い低価格ものでも使用可能となる。

【００３９】また、上記説明では、携帯無線送受信機に
本発明の送受信切換装置を用いた例を説明したが、例え
ば、携帯無線送受信機と通信をする基地局の送受信の切
換えに本装置を適用してもよい。

【００４０】このような基地局において、ＲＦスイッチ
により送受信の切換えを行っている場合は、アンテナが
強風又は震災により倒れた場合若しくはアンテナに何等
かの物が触れた場合にはアンテナのＳＷＲが劣化する。

【００４１】このようになると、基地局では大電力であ
るのでアンテナからの反射信号も大電力である。また、
モノリックＩＣ化されたＲＦスイッチというのは、現
在、数［Ｗ］程度に耐える程度である。

【００４２】そこで、図３に示す装置構成により、アン
テナの異常を検出して中央局に対して警報を送出した
り、送信アンプからの送信信号を停止することによっ
て、ＲＦスイッチ及び終端抵抗を保護する。

【００４３】

【発明の効果】以上のように請求項１によれば、送信時
に送信アンプからの送信信号を送出すると、この送信信
号がサーキュレータを介してアンテナから発射され、か
つ反射信号が接続切換手段の共通接点と他の接点と終端
抵抗とを介して終端されることにより、反射信号が除去
されるので送信アンプからの送信信号が歪んだり、不安
定になることがないという効果が得られている。

【００４４】また、送信アンプとアンテナとの間には減
衰要因となるのはサーキュレータしかないので、従来と
比べて電力効率の良い送信装置を構成できる。

【００４５】請求項２によれば、接続切換手段の他の接
点に発生する信号レベルを検出し、該信号レベルが所定
レベル以上のときは、異常を知らせるようにしたことに
より、例えば携帯送受信機のアンテナに手等が触れた場
合に発生するＳＷＲの劣化を知らせることができるとい
う効果が得られている。

【００４６】請求項３によれば、異常の度合いに応じて
送信アンプからの送信信号を制御することにより、発生
する反射信号のパワーを小さくしできるので、接続切換
手段、終端抵抗を保護できるという効果が得られてい
る。また、反射信号のパワーが非常に大きいときは、送
信アンプからの送信信号を停止させた場合は、接続切換
手段、終端抵抗を完全保護できる。

【００４７】請求項４によれば、送受切換装置は、サー
キュレータと同一ケース内に接続切換手段と整合回路と
を一体化したので、装置を小形化できると共にＳＷＲの
劣化をさらに防止できるという効果が得られている。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態１の送受信切換装置の概略
構成図である。

【図２】本発明の実施の形態２の送受信切換装置の概略
構成図である。

【図３】本発明の実施の形態３の送受信切換装置の概略
構成図である。

【図４】本発明の実施の形態４の送受信切換装置の概略
構成図である。

【図５】従来の携帯送受信機の送受信切換装置の概略構
成図である。

【符号の説明】

１ アンテナ ３ 送信アンプ ５ ＲＦスイッチ ７ アイソレータ ９ 受信アンプ １１ サーキュレータ１１

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 立石 守 長野県諏訪郡原村17217番地2792 株式会 社サイテクス内 (72)発明者 五十嵐 和幸 長野県諏訪郡原村17217番地2792 株式会 社サイテクス内

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 送信時には送信アンプとアンテナを電気
   的に接続し、受信時にはアンテナと受信アンプとを電気
   的に接続して通信をさせる送受信切換装置において、 少なくとも、第１端子、第２端子、第３端子が備えら
   れ、前記送信アンプの出力側にいずれかの端子の一つが
   接続され、かつ前記アンテナに前記一方の端子とは異な
   るいずれかの端子の一つが接続されたサーキュレータ
   と、 少なくとも、共通接点、第１接点、第２接点が備えら
   れ、前記共通接点が前記サーキュレータの残りの接点に
   接続され、かつ前記第１接点又は第２接点のいずれかが
   前記受信アンプの入力側に接続され、前記受信時には前
   記受信アンプの入力側に接続された接点と前記共通接点
   とを接続し、前記送信時には他の接点と共通接点とを接
   続する接続切換手段と、 前記接続切換手段の他の接点に接続された終端抵抗とを
   有する送受信切換装置。
2. 【請求項２】 前記接続切換手段の他の接点に発生する
   信号レベルを検出し、該信号レベルが所定レベル以上の
   ときは、前記アンテナの異常を知らせる異常検出手段と
   を有することを特徴とする請求項１記載の送受信切換装
   置。
3. 【請求項３】 前記異常検出手段から知らせられる異常
   の度合いに応じて前記送信アンプからの送信電力を制御
   する送信アンプ制御手段とを有することを特徴とする請
   求項１又は２記載の送受信切換装置。
4. 【請求項４】 前記送受信切換装置は、サーキューレー
   タと同一ケース内に前記接続切換手段と終端抵抗とを内
   蔵すると共に、前記各端子との間に、それぞれ整合回路
   を内蔵して一体化していることを特徴とする請求項１、
   ２又は３記載の送受信切換装置。