KR20020091809A

KR20020091809A - 주파수가변 공진회로, 주파수가변 필터, 안테나 공용기 및통신장치

Info

Publication number: KR20020091809A
Application number: KR1020020029837A
Authority: KR
Inventors: 아토가와마사유키; 혼다노부요시; 마츠나가교지
Original assignee: 가부시키가이샤 무라타 세이사쿠쇼
Priority date: 2001-05-30
Filing date: 2002-05-29
Publication date: 2002-12-06
Anticipated expiration: 2022-05-29
Also published as: JP3610924B2; US6963258B2; JP2002353704A; KR100497074B1; US20020180568A1

Abstract

소비전류가 적고, 또한 부품 갯수도 적은 소형의 주파수가변 공진회로, 주파수가변 필터, 안테나 공용기 및 통신장치를 제공한다.

안테나 공용기(31)는 송신용 단자(Tx)와 안테나용 단자(ANT)의 사이에 송신측 회로(25)가 전기적으로 접속되고, 수신용 단자(Rx)와 안테나용 단자(ANT)의 사이에 수신측 회로(26)가 전기적으로 접속되어 있다. 송신측 회로(25)는 주파수가변형 대역저지필터 회로이며, 수신측 회로(26)는 주파수가변형 대역통과필터 회로다. 각 PIN 다이오드(D2∼D6)에는, 각각 제어전압공급용 저항기(R11∼R15)가 접속되어 있다. 그리고, PIN 다이오드(D2∼D6)를 각각 제어하기 위한 직류전압이, 저항기(R11∼R15)만을 통하여 PIN 다이오드(D2∼D6)에 인가되고 있다.

Description

주파수가변 공진회로, 주파수가변 필터, 안테나 공용기 및 통신장치{Frequency-variable resonant circuit, frequency-variable filter, antenna duplexer, and communication apparatus}

본 발명은 예를 들면, 마이크로파 대역에서 사용되는 주파수가변 공진회로, 주파수가변 필터, 안테나 공용기 및 통신장치에 관한 것이다.

종래부터, 도 8에 나타낸 바와 같은 회로 구성예를 갖는 주파수가변형 안테나 공용기(1)가 알려져 있다. 이 안테나 공용기(1)는 공진기에 커패시터를 통하여 PIN 다이오드를 접속하여 구성한 주파수가변 공진회로를 복수개 갖고 있다. 그리고, 이들을 전압제어함으로써, 송신측 회로(25) 및 수신측 회로(26)가 각각 갖는 2종류의 통과대역을 전환할 수 있도록 한 것이다.

도 8에 있어서, Tx는 송신용 단자, Rx는 수신용 단자, ANT는 안테나용 단자, 2, 3은 송신측 회로(25)의 공진기, 4∼6는 수신측 회로(26)의 공진기, L1, L11은 결합 코일, C1, C2는 저지대역 감쇠량의 크기를 정하는 결합 커패시터, C5, C6는 커패시터, L16, L17는 공진용 코일, C3, C4, C7∼C9는 주파수대역가변용 커패시터, D2∼D6는 PIN 다이오드, L2, L3, L6∼L8는 초크 코일, R1, R2 및 C22, C23는 각각 제어전압공급용 저항기 및 커패시터, L20, L21 및 C15는 각각 위상회로를 구성하는코일 및 커패시터, C11, C12는 결합 커패시터이다.

CONT1는 송신측 회로(25)의 PIN 다이오드(D2, D3)를 전압제어하는 전압제어단자, CONT2는 수신측 회로(26)의 PIN 다이오드(D4∼D6)를 전압제어하는 전압제어단자이다. 이 전압제어단자(CONT1, CONT2)에 정의 직류전압을 인가하면, PIN 다이오드(D2∼D6)가 ON상태가 된다. 따라서, 대역가변용 커패시터(C3, C4, C7∼C9)는 PIN 다이오드(D2∼D6)를 거쳐서 각각 접지되기 때문에, 공진주파수는 낮아지고, 안테나 공용기(1)는 LOW채널에서 동작한다. 요컨데, 송신측 회로(25) 및 수신측 회로(26)의 각각의 통과대역은 저주파측이 된다.

반대로, 전압제어단자(CONT1, CONT2)에 전압이 인가되지 않도록 해서 제어전압을 0V로 하거나, 전압제어단자(CONT1, CONT2)에 부의 직류전압을 인가하면, PIN 다이오드(D2∼D6)가 OFF상태가 된다. 따라서, 대역가변용 커패시터(C3, C4, C7∼C9)는 개방상태가 되기 때문에, 공진주파수는 높아지고, 안테나 공용기(1)는 HIGH 채널에서 동작한다. 요컨데, 송신측 회로(25) 및 수신측 회로(26)의 각각의 통과대역은 고주파측이 된다.

그런데, 종래의 주파수가변형 안테나 공용기(1)는 각각의 PIN 다이오드(D2∼D6)를 ON/OFF 제어하기 위한 직류전압이, 제어전압공급용 저항기(R1, R2)와 초크 코일(L2, L3, L6∼L8)을 통하여 PIN 다이오드(D2∼D6)에 인가되어 있다. 여기에, 초크 코일(L2, L3, L6∼L8)은 전압제어단자(CONT1, CONT2)측의 임피던스가 안테나 공용기(1)에 영향을 미치지 않도록 하기 위한 것이고, 고주파대역에서고임피던스를 갖는 코일이 사용된다. 이 초크 코일(L2, L3, L6∼L8)은 공진기(2∼6)마다에 필요하지만, 통상, 그 부품 사이즈가 비교적 크고 또한 고가이다. 이 때문에, 안테나 공용기(1)의 대형화나 고가격화를 초래하고 있었다.

또한, 제어전압공급용 저항기(R1, R2)는 PIN 다이오드(D2∼D6)에 흐르는 직류소비전류의 값을 결정한다. 이들 저항기(R1, R2)는 부품갯수를 줄이기 위하여, 공진기(2∼6)마다에 접속하지 않고, 전압제어단자(CONT1, CONT2)에 각각 1개씩 접속되어 있다. 이 때문에, 각 PIN 다이오드(D2∼D6)에 흐르는 직류소비전류의 값은, 전압제어단자(CONT1)에 접속된 PIN 다이오드(D2)와 (D3)가 동일하고, 전압제어단자(CONT2)에 접속된 PIN 다이오드(D4∼D6)가 동일하게 되어 있었다.

한편, PIN 다이오드(D2∼D6)는 비선형 소자이기 때문에, 큰 전력이 입력되면, 고주파신호가 일그러진다고 하는 문제점이 있다. 이것을 억제하기 위해서는, 일그러짐의 원인이 되는 PIN 다이오드 직류소비전류를 많이 흘려보낼 필요가 있다. 그러나, 종래의 안테나 공용기(1)에서는, 전압제어단자(CONT1)(또는 CONT2)에 접속된 모든 PIN 다이오드(D2, D3)(또는 D4∼D6)에 동일한 직류소비전류가 흐르기 때문에, 일그러짐의 원인이 되는 PIN 다이오드 이외의 PIN 다이오드에도 큰 전류가 흐르게 된다. 따라서, 불필요하게 전류가 흐르는 경우가 생기고, 휴대전화단말기의 전지소모가 빨라진다고 하는 문제가 있었다.

종래부터, 가변용량 다이오드를 제어하기 위한 직류전압이 저항기만을 통하여, 상기 가변용량 다이오드에 인가되어 있는 주파수가변 공진회로가 알려져 있다. 그러나, 가변용량 다이오드의 경우에는, 직류소비전류를 흘려보낼 필요가 없다고하는 특징이 있기 때문에, 고임피던스(예를 들면 수십kΩ)의 저항기를 가변용량 다이오드에 직접 접속해도 문제가 없었던 것이다.

따라서, 본 발명의 목적은 소비전류가 적고, 또한 부품 갯수도 적은 소형의 주파수가변 공진회로, 주파수가변 필터, 안테나 공용기 및 통신장치를 제공하는 것에 있다.

도 1은 본 발명에 따른 안테나 공용기의 한 실시형태의 실장구조를 나타내는 평면도이다.

도 2는 도 1에 나타낸 안테나 공용기의 전기회로도이다.

도 3은 도 1에 나타낸 안테나 공용기에 사용되는 공진기의 한 예를 나타낸 사시도이다.

도 4는 도 3에 나타낸 공진기의 단면도이다.

도 5는 본 발명에 따른 통신장치의 한 실시형태를 나타낸 회로도이다.

도 6은 단일톤 감도억압 측정회로의 한 예를 나타낸 회로도이다.

도 7은 단일톤 감도억압 측정결과를 나타낸 그래프이다.

도 8은 종래의 안테나 공용기의 한 예를 나타낸 전기회로도이다.

(도면의 주요 부분에 있어서의 부호의 설명)

31…안테나 공용기 2∼6…공진기

25…송신측 회로 26…수신측 회로

D2∼D6…PIN 다이오드C3,C4,C7∼C9…주파수가변용 커패시터

R11∼R15…제어전압공급용 저항기 Tx…송신용 단자

Rx…수신용 단자 ANT…안테나용 단자

CONT1, CONT2…전압제어단자 120…휴대전화

123…듀플렉서

이상의 목적을 달성하기 위해서, 본 발명에 따른 주파수가변 공진회로는, 일단이 접지된 공진기의 타단에 PIN 다이오드가 전기적으로 접속되며, 상기 PIN 다이오드에 저항기가 접속되고, 상기 PIN 다이오드를 제어하기 위한 직류전압이 상기 저항기만을 통하여 상기 PIN 다이오드에 인가되는 구성인 것을 특징으로 한다. 또는, 일단이 접지된 공진기의 타단에 커패시터를 통하여 PIN 다이오드의 일단이 전기적으로 접속되고, 상기 PIN 다이오드와 상기 커패시터의 접속점에 저항기가 접속되며, 타단이 접지된 상기 PIN 다이오드를 제어하기 위한 직류전압이, 상기 저항기만을 통하여 상기 커패시터와 상기 PIN 다이오드의 접속점에 인가되는 구성인 것을 특징으로 한다.

이상의 구성에 의해, 예를 들면 전압제어단자에 제어전압으로서 정의 전압을 인가하면, PIN 다이오드는 ON상태가 되고, 주파수가변 공진회로의 공진주파수는 높아진다. 반대로, 전압제어단자에 전압이 인가되지 않도록 하여 제어전압을 0V로 하거나, 또는, 전압제어단자에 부의 전압을 인가하면, PIN 다이오드는 OFF상태가 되고, 주파수가변 공진회로의 공진주파수는 낮아진다.

또한, 본 발명에 따른 주파수가변 필터는 상술한 특징을 갖는 주파수가변 공진회로를 구비함으로써, 부품 갯수가 감소하고, 소형화된다.

게다가, 본 발명에 따른 안테나 공용기는, 공용단자와 제 1 개별단자와의 사이에 접속된 제 1 필터와, 상기 공용단자와 제 2 개별단자와의 사이에 접속된 제 2 필터를 구비하고, 상기 제 1 필터 및 상기 제 2 필터의 적어도 어느 한쪽의 필터가 상술한 특징을 갖는 주파수가변 필터인 것을 특징으로 한다.

그리고, 각 주파수가변 공진회로에 접속된 저항기의 저항치를 적당히 설정함으로써, 제 1 필터의 주파수가변 공진회로의 직류소비전류와 제 2 필터의 주파수가변 공진회로의 직류소비전류를 다르게 한다. 또는, 상기 제 1 필터의 상기 공용단자에 접속된 주파수가변 공진회로 및 상기 제 2 필터의 상기 공용단자에 접속된 주파수가변 공진회로의 적어도 어느 한쪽의 주파수가변 공진회로의 직류소비전류를, 나머지 주파수가변 공진회로의 각각의 직류소비전류보다 많아지도록 한다.

이상의 구성에 의해, 고주파신호의 일그러짐의 원인이 되는 PIN 다이오드에만, 선택적으로 큰 직류소비전류를 흘릴 수 있다. 통상, 고주파신호의 일그러짐의 원인이 되는 PIN 다이오드는 공용단자에 접속된 주파수가변 공진회로의 PIN 다이오드이다. 따라서, 공용단자에 접속된 주파수가변 공진회로의 직류소비전류가 0.6mA이상이 되도록, 저항기의 저항치를 설정함으로써, 효율성좋게 또한 확실하게 고주파신호의 일그러짐이 억제된다.

(발명의 실시형태)

이하, 본 발명에 따른 주파수가변 공진회로, 주파수가변 필터, 안테나 공용기 및 통신장치의 실시형태에 대해서 첨부 도면을 참조해서 설명한다.

[제 1 실시형태, 도 1∼도 4]

도 1은 회로기판(40)상에 각 부품을 실장한 안테나 공용기(31)의 평면도이다. 안테나 공용기(31)는 송신용 단자(Tx)와 안테나용 단자(ANT)의 사이에 송신측 회로(25)가 전기적으로 접속되고, 수신용 단자(Rx)와 안테나용 단자(ANT)의 사이에 수신측 회로(26)가 전기적으로 접속되어 있다. 이 안테나 공용기(31)는 송신계 회로에서부터 송신용 단자(Tx)에 들어온 송신신호를 송신측 회로(25)를 통하여 안테나용 단자(ANT)에 출력함과 아울러, 안테나용 단자(ANT)에서부터 들어온 수신신호를 수신측 회로(26)를 통하여 수신용 단자(Rx)로부터 수신계 회로에 출력한다.

도 2는 안테나 공용기(31)의 전기회로도다. 송신측 회로(25)는 주파수가변형 대역저지필터 회로다. 대역저지필터 회로(25)는 주파수가변 공진회로를 2단 결합시킨 것으로, 공진용 커패시터(C1)를 통하여 송신용 단자(Tx)에 전기적으로 접속한 공진기(2)와, 공진용 커패시터(C2) 및 매칭용 코일(L20)을 통하여 안테나용 단자(ANT)에 전기적으로 접속한 공진기(3)를 갖고 있다. 매칭용 코일(L20)은 송신측 회로(25)와 수신측 회로(26)를 위상합성하기 위한 리액턴스(reactance) 소자로서 기능한다. 공진용 커패시터(C1, C2)는 저지대역 감쇠량의 크기를 정하는 커패시터이다. 공진기(2)와 공진용 커패시터(C1)의 직렬공진회로는, 공진기(3)와 공진용 커패시터(C2)의 직렬공진회로에 결합용 코일(L1)을 통하여 전기적으로 접속하고 있다. 게다가, 이들 두개의 직렬공진회로에 대하여, 각각 전기적으로 병렬로 커패시터(C5, C6)가 접속하여 있다.

도 2에 나타낸 바와 같이, 공진기(2)와 공진용 커패시터(C1)의 중간 접속점에는, 주파수가변용 커패시터(C3)를 통하여, 리액턴스(reactance) 소자인 PIN 다이오드(D2)가 캐소드를 접지한 상태로 공진기(2)에 대하여 전기적으로 병렬로 접속되어 있다. 한편, 공진기(3)와 공진용 커패시터(C2)의 중간 접속점에는, 주파수가변용 커패시터(C4)를 통하여, PIN 다이오드(D3)가 캐소드를 접지한 상태로 공진기(3)에 대하여 전기적으로 병렬로 접속되어 있다. 주파수가변용 커패시터(C3, C4)는 주파수가변 대역저지필터 회로(25)의 감쇠특성의 두개의 감쇠극 주파수를 각각 변경하기 위한 커패시터이다. 또한, PIN 다이오드(D3)의 애노드와 접지 사이에 커패시터(C24)를 접속하고 있다.

전압제어단자(CONT1)는 제어전압공급용 저항기(R11) 및 바이패스 커패시터(C22)를 통하여 PIN 다이오드(D2)의 애노드와 주파수가변용 커패시터(C3)의 중간 접속점에 전기적으로 접속됨과 아울러, 제어전압공급용 저항기(R12) 및 바이패스 커패시터(C22)를 통하여 PIN 다이오드(D3)의 애노드와 주파수가변용 커패시터(C4)의 중간 접속점에 전기적으로 접속되어 있다.

또한, 접지와 안테나용 단자(ANT)의 사이에는, 커패시터(C15)가 전기적으로 접속되어 있다. 커패시터(C15)는 송신측 회로(25)의 매칭용 코일(L20)과 수신측 회로(26)의 매칭용 코일(L21)과 함께, T자형 위상회로를 구성한다.

한편, 수신측 회로(26)는 주파수가변형 대역통과필터 회로이다. 대역통과필터 회로(26)는 주파수가변 공진회로를 3단 결합시킨 것으로, 공진용 코일(L16) 및 매칭용 코일(L21)을 통하여 안테나용 단자(ANT)에 전기적으로 접속된 공진기(4)와,공진용 코일(L17) 및 매칭용 코일(L11)을 통하여 수신용 단자(Rx)에 전기적으로 접속된 공진기(6)와, 공진기(4, 6)의 중간에 결합 커패시터(C11,C12)를 통하여 전기적으로 접속된 공진기(5)를 갖고 있다.

매칭용 코일(L21, L11)은 각각 주파수가변형 대역통과필터 회로(26)와 외부회로와의 매칭을 위한 입력측 및 출력측 리액턴스 소자로서 기능한다.

공진기(4)와 공진용 코일(L16)의 중간 접속점에는, 주파수가변용 커패시터(C7)와 PIN 다이오드(D4)의 직렬 회로가, PIN 다이오드(D4)의 캐소드를 접지한 상태로 공진기(4)에 대하여 전기적으로 병렬로 접속되어 있다. 공진기(5)와 결합 커패시터(C11, C12)의 중간 접속점에는, 주파수가변용 커패시터(C8)와 PIN 다이오드(D5)의 직렬 회로가, PIN 다이오드(D5)의 캐소드를 접지한 상태로 공진기 (5)에 대하여 전기적으로 병렬로 접속되어 있다. 공진기(6)와 공진용 코일(L17)의 중간 접속점에는, 주파수가변용 커패시터(C9)와 PIN 다이오드(D6)의 직렬 회로가, PIN 다이오드(D6)의 캐소드를 접지한 상태로 공진기(6)에 대하여 전기적으로 병렬로 접속되어 있다.

전압제어단자(CONT2)는 바이패스 커패시터(C23)와 제어전압공급용 저항기(R13)를 통하여 PIN 다이오드(D4)의 애노드와 주파수가변용 커패시터(C7)의 중간 접속점에 전기적으로 접속되고, 바이패스 커패시터(C23)와 제어전압공급용 저항기(R14)를 통하여 PIN 다이오드(D5)의 애노드와 주파수가변용 커패시터(C8)의 중간 접속점에 전기적으로 접속되고, 게다가, 바이패스 커패시터(C23)와 제어전압공급용 저항기(R15)를 통하여 PIN 다이오드(D6)의 애노드와 주파수가변용커패시터(C9)의 중간 접속점에 전기적으로 접속되어 있다.

공진기(2∼6)에는 예를 들면, 도 3 및 도 4에 나타낸 바와 같이, λ/4 동축 유전체 공진기가 사용된다. 도 3 및 도 4는 공진기(2)를 대표예로서 나타내고 있다. 유전체 공진기(2∼6)는 TiO₂계의 세라믹 등의 고유전율 재료로 형성된 통형상 유전체(17)와, 통형상 유전체(17)의 외주면에 형성된 외부도체(18)와, 통형상 유전체(17)의 내주면에 형성된 내부도체(19)로 구성되어 있다. 외부도체(18)는 유전체(17)의 한쪽의 개구단면(17a)(이하, 개방측 단면(17a)이라 함)에서는, 내부도체(19)로부터 전기적으로 개방(분리)되고, 다른쪽의 개구단면(17b)(이하, 단락측 단면(17b)이라 함)에서는, 내부도체(19)에 전기적으로 단락(도통)되어 있다. 유전체 공진기(2)는, 개방측 단면(17a)에 있어서, 도전체(20) 등을 통하여 공진용 커패시터(C1)에 전기적으로 접속되어 있다. 이들 유전체공진기(2∼6)는 외부도체(18)에서 서로 솔더링되어 일체화되어 있다.

또한, 제어전압공급용 저항기(R11∼R15)는 도 1에 나타낸 바와 같이, 표면실장가능한 칩형이다. 저항기(R11∼R15)는 각각 PIN 다이오드(D2∼D6)에 흐르는 직류소비전류의 값을 결정한다. 그리고, 이들 저항기(R11∼R15)에는, 전압제어단자(CONT1, CONT2)측의 임피던스가 안테나 공용기(31)에 영향을 미치게 하지 않도록 하기 위하여, 고임피던스(3kΩ이상의 저항치를 갖는 것이 바람직하다) 저항기가 사용된다. 게다가, PIN 다이오드(D2∼D6)에는, 직류소비전류의 값이 작아도, 작은 순방향 저항을 얻을 수 있는 것이 사용된다.

이와 같이, PIN 다이오드(D2∼D6)마다에 제어전압공급용 저항기(R11∼R15)를 접속했으므로, 고주파신호의 일그러짐의 원인이 되는 PIN 다이오드에만, 선택적으로 큰 직류소비전류를 흘릴 수 있다. 요컨데, 고주파신호의 비뚤어짐에 영향을 주는 PIN 다이오드는, 송신측 및 수신측 회로(25, 26)의 가장 안테나용 단자(ANT)에 가까운 PIN 다이오드(D3)와 (D4)이다. 따라서, PIN 다이오드(D3, D4)에만 큰 직류소비전류 (바람직하게는 0.6mA이상)이 흐르도록, 저항기(R11∼R15)의 저항치를 설정함으로써, 전류효율이 양호하고, 또한 확실하게 고주파신호의 일그러짐이 억제된 안테나 공용기(31)를 얻을 수 있다.

또한, 송신측 회로(25)의 PIN 다이오드(D2, D3)에 흐르는 직류소비전류와 수신측 회로(26)의 PIN 다이오드(D4∼D6)에 흐르는 직류소비전류가 서로 다르도록, 저항기(R11∼R15)의 저항치를 설정해도 좋다.

다음으로, 이상의 구성으로 이루어지는 안테나 공용기(31)의 작용효과에 대해서 설명한다. 송신측 회로인 주파수가변 대역저지필터 회로(25)의 트랩 주파수는, 주파수가변용 커패시터(C3)와 공진용 커패시터(C1)과 공진기(2)로 구성되는 공진계와, 주파수가변용 커패시터(C4)와 공진용 커패시터(C2)와 공진기(3)로 구성되는 공진계의 각각의 공진주파수에 의해 결정된다. 그리고, 전압제어단자(CONT1)에 제어전압으로서 정의 전압을 인가하면, PIN 다이오드(D2, D3)는 ON상태가 된다. 따라서, 주파수가변용 커패시터(C3, C4)는 PIN 다이오드(D2, D3)를 거쳐서 각각 접지되며, 2개의 감쇠극 주파수는 모두 낮아지고, 송신측 회로(25)의 통과대역은 낮아진다.

반대로, 제어전압으로서 부의 전압을 인가하면, PIN 다이오드(D2, D3)는 OFF상태가 된다. 한편, 부전압을 인가하는 대신에, 전압제어단자(CONT1)에 전압이 인가되지 않도록 함으로써, 제어전압을 0V로 하여 PIN 다이오드(D2, D3)를 OFF상태로 해도 된다. 이에 따라서, 주파수가변용 커패시터(C3, C4)는 개방상태가 되고, 2개의 감쇠극 주파수는 모두 높아지며, 송신측 회로(25)의 통과대역은 높아진다. 이렇게, 송신측 회로(25)는 전압제어에 의해 대역가변용 커패시터(C3, C4)를 접지하거나 개방함으로써, 2개의 상이한 통과대역특성을 가질 수 있다.

한편, 수신측회로인 주파수가변 대역통과필터 회로(26)의 통과주파수는, 주파수가변용 커패시터(C7)와 공진용 코일(L16)과 공진기(4)로 구성되는 공진계와, 주파수가변용 커패시터(C8)와 공진기(5)로 구성되는 공진계와, 주파수가변용 커패시터(C9)와 공진용 코일(L17)과 공진기(6)로 구성되는 공진계의 각각의 공진주파수에 의해 결정된다. 그리고, 전압제어단자(CONT2)에 제어전압으로서 정의 전압을 인가하면, PIN 다이오드(D4, D5, D6)는 ON상태가 된다. 따라서, 주파수가변용 커패시터(C7, C8, C9)는 각각 PIN 다이오드(D4, D5, D6)를 거쳐서 접지되며, 통과주파수는 낮아진다.

반대로, 제어전압으로서 부의 전압을 인가하면, PIN 다이오드(D4, D5, D6)는 OFF상태가 된다. 이에 따라서, 주파수가변용 커패시터(C7, C8, C9)는 개방상태가 되고, 통과주파수는 높아진다. 이렇게, 수신측 회로(26)는 전압제어에 의해 주파수가변용 커패시터(C7∼C9)를 접지하거나 개방함으로써, 두개의 상이한 통과대역특성을 가질 수 있다.

이 주파수가변 대역통과필터 회로(26)는 송신측 회로(25)의 고, 저 두개의 통과대역의 전환에 따라서, 송신대역으로서 저주파통과대역이 선택되었을 때는 대역통과주파수를 낮게 하고, 송신대역으로서 고주파통과대역이 선택되었을 때는 대역통과주파수를 높게 하도록 전압제어된다. 그리고, 부품 갯수가 감소하고(제 1 실시형태의 경우, 부품 갯수를 2개 감소할 수 있다), 소형이고 저렴한 안테나 공용기(31)를 얻을 수 있다.

[제 2 실시형태, 도 5]

제 2 실시형태는 본 발명에 따른 통신장치로서, 휴대전화를 예로 들어 설명한다.

도 5는 휴대전화(120)의 RF부분의 전기회로 블록도이다. 도 5에 있어서, 122는 안테나 소자, 123는 듀플렉서, 131은 송신측 아이솔레이터, 132는 송신측 증폭기, 133는 송신측 단간용 밴드패스필터, 134은 송신측 믹서, 135는 수신측 증폭기, 136는 수신측 단간용 밴드패스필터, 137는 수신측 믹서, 138는 전압제어 발진기, 139는 로컬용 밴드패스필터다.

여기서, 듀플렉서(123)로서, 상기 제 1 실시형태의 안테나 공용기(31)를 사용할 수 있다. 안테나 공용기(31)를 실장함으로써, 고주파신호의 일그러짐이나 전력소비가 적고, 부품갯수도 적은 소형의 휴대전화를 실현할 수 있다.

본 발명에 따른 주파수가변 공진회로, 주파수가변 필터, 안테나 공용기 및 통신장치는 상기 실시형태에 한정되는 것은 아니고, 그 요지의 범위내에서 여러가지로 변경할 수 있다.

(실시예)

주파수가변 공진회로를 사용한 안테나 공용기를 사용하는 휴대전화 시스템으로서, 예를 들면 일본의 cdmaOne 시스템이 있다. 이 cdmaOne 시스템의 품질규격의 하나에, 고주파신호의 일그러짐을 평가하는 규격, 예를 들면 "단일톤 감도억압"이라는 규격이 있다. 송신시에 방해파를 입력해서 수신감도를 측정하는 시험이며, 안테나 공용기에 있어서의 고주파신호 일그러짐을 평가할 수 있다.

측정회로예를 도 6에 나타낸다. 도 6에 있어서, 151, 155는 전압제어 발진기(VCO), 152는 증폭기, 153는 커플러, 154은 전력계, 156는 스펙트럼 애날라이저, 157는 직류전압공급장치이다. 전압제어 발진기(151)로부터 출력된 송신파(CDMA변조파)는 증폭기(152)에서 증폭된 후, 커플러(153)를 지나서, 피측정대상인 안테나 공용기(31)의 송신용 단자(Tx)에 입력된다. 이 송신파의 전력값은 커플러(153)에서 송신파의 일부를 꺼내고, 전력계(154)로 측정함으로써 얻어진다.

한편, 전압제어 발진기(155)로부터 출력된 수신파의 주파수±900kHz의 방해파(CW신호파)는 안테나 공용기(31)의 안테나용 단자(ANT)에 입력된다. 게다가, 안테나 공용기(31)의 수신용 단자(Rx)에는 스펙트럼 애날라이저(156)가 접속되며, 수신파의 주파수에서의 노이즈를 측정한다.

즉 송신시에 방해파가 들어오면, 안테나 공용기(31)안에서 상호변조가 일어나고, 수신주파수에서 노이즈가 발생하여, 수신파를 수신하기 어려운 현상이 생긴다. 고주파신호가 일그러진다라고도 한다. 이 평가가 단일톤 감도억제이다. 이 경우, 고주파신호의 일그러짐에 영향을 주는 PIN 다이오드는 송신측 및 수신측 회로(25, 26)의 가장 안테나용 단자(ANT)에 가까운 PIN 다이오드(D3)와 (D4)인 것을 실험에서 알 수 있다.

따라서, 안테나 공용기(31)의 저항기(R11∼R15)의 저항치를 아래와 같이 설정하고, PIN 다이오드(D3, D4)에 흐르는 직류소비전류만을 크게 하여, 고주파신호의 일그러짐 특성을 개선했다.

저항기(R11, R13):3.3kΩ

저항기(R12, R14, R15):5.1kΩ

이 경우, 직류전압공급장치(157)에 의해 전압제어단자(CONT1, CONT2)에 +3V의 제어전압을 인가하면, PIN 다이오드(D2∼D6)에 각각 흐르는 직류소비전류의 값은 이하와 같이 되고, 전체적으로 2.6mA가 되었다.

PIN 다이오드(D3, D4):0.66mA

PIN 다이오드(D2, D5, D6):0.43mA

이에 비하여, 종래의 안테나 공용기의 경우에는, PIN 다이오드(D3, D4)에 0.66mA의 직류소비전류를 흘리려고 하면, PIN 다이오드(D2, D5, D6)에도 0.66mA의 직류소비전류가 흐르게 된다. 따라서, 전체 직류소비전류가 3.3mA가 되고, 본 발명에 따른 안테나 공용기(31)의 직류소비전류보다 약0.7mA 많았다.

도 7은 단일톤 감도억압의 측정결과예를 나타내는 그래프이다. 이 그래프는 송신파(CDMA변조파)의 전력이 27dBm이고, 또한 주파수 887MHz, 방해파(CW신호파)의 주파수가 832.9MHz일 때의 것이다. 점선 160이 일그러짐특성 개선전의 안테나 공용기를 나타내고, 실선 161이 일그러짐특성 개선후의 본 발명에 따른 안테나 공용기를 나타내고, 실선 162가 일그러짐특성 개선후의 종래의 안테나 공용기를 나타내고 있다. 도 7로부터, 본 발명에 따른 안테나 공용기는 적은 직류소비전류로, 종래의 안테나 공용기와 거의 동일한 정도의 일그러짐특성 개선효과(약 7dBm 개선)가 얻어짐을 알 수 있다.

이상의 설명으로 알 수 있듯이, 본 발명에 따르면, 주파수가변 공진회로마다에, PIN 다이오드를 제어하기 위한 직류전압이 저항기만을 통하여 PIN 다이오드에 인가하도록 구성되어 있으므로, 저항기의 저항치를 적당히 설정함으로써, 주파수가변 공진회로마다에 적절한 직류소비전류를 설정할 수 있다. 게다가, 부품 갯수가 감소하고, 소형화, 저가격화를 도모할 수 있다.

게다가, 고주파신호의 일그러짐의 원인이 되는 PIN 다이오드에만, 선택적으로 큰 직류소비전류를 흘릴 수 있다. 통상, 고주파신호의 일그러짐의 원인이 되는 PIN 다이오드는 공용단자에 접속된 주파수가변 공진회로의 PIN 다이오드이다. 따라서, 공용단자에 접속된 주파수가변 공진회로의 직류소비전류가 0.6mA이상이 되도록, 저항기의 저항치를 설정함으로써, 효율성좋게 또한 확실하게 고주파신호의 일그러짐이 억제된다.

Claims

일단이 접지된 공진기의 타단에 PIN 다이오드가 전기적으로 접속되며, 상기 PIN 다이오드에 저항기가 접속되고, 상기 PIN 다이오드를 제어하기 위한 직류전압이 상기 저항기만을 통하여 상기 PIN 다이오드에 인가되는 구성인 것을 특징으로 하는 주파수가변 공진회로.
일단이 접지된 공진기의 타단에 커패시터를 통하여 PIN 다이오드의 일단이 전기적으로 접속되며, 상기 PIN 다이오드와 상기 커패시터의 접속점에 저항기가 접속되고, 타단이 접지된 상기 PIN 다이오드를 제어하기 위한 직류전압이, 상기저항기만을 통하여 상기 커패시터와 상기 PIN 다이오드의 접속점에 인가되는 구성인 것을 특징으로 하는 주파수가변 공진회로.
제 1 항에 기재된 주파수가변 공진회로를 구비한 것을 특징으로 하는 주파수가변 필터.
제 3 항에 있어서, 제 1 항에 기재된 주파수가변 공진회로를 적어도 두개 이상 구비하고, 상기 두개이상의 주파수가변 공진회로의 각각의 직류소비전류 중에서, 적어도 하나의 주파수가변 공진회로의 직류소비전류가, 나머지의 주파수가변 공진회로의 직류소비전류와 다르도록 상기 저항기의 저항치를 설정한 것을 특징으로 하는 주파수가변 필터.
공용단자와 제 1 개별단자와의 사이에 접속된 제 1 필터와, 상기 공용단자와 제 2 개별단자와의 사이에 접속된 제 2 필터를 구비하고, 상기 제 1 필터 및 상기 제 2 필터의 적어도 어느 한쪽의 필터가, 청구항 3에 기재된 주파수가변 필터인 것을 특징으로 하는 안테나 공용기.
제 5 항에 있어서, 상기 제 1 필터의 주파수가변 공진회로의 직류소비전류가, 상기 제 2 필터의 주파수가변 공진회로의 직류소비전류와 다르도록, 상기 저항기의 저항치를 설정한 것을 특징으로 하는 안테나 공용기.
제 5 항에 있어서, 상기 제 1 필터의 상기 공용단자에 접속된 주파수가변 공진회로 및 상기 제 2 필터의 상기 공용단자에 접속된 주파수가변 공진회로의 적어도 어느 한쪽의 주파수가변 공진회로의 직류소비전류가, 나머지의 주파수가변 공진회로의 각각의 직류소비전류보다 많아지도록, 상기 저항기의 저항치를 설정한 것을 특징으로 하는 안테나 공용기.
제 7 항에 있어서, 상기 공용단자에 접속된 주파수가변 공진회로의 직류소비전류가 0.6mA이상이 되도록, 상기 저항기의 저항치를 설정한 것을 특징으로 하는 안테나 공용기.
제 3 항 또는 제 4 항에 기재된 필터, 또는 제 5 항∼제 8 항에 기재된 안테나 공용기 중의 적어도 어느 하나를 구비한 것을 특징으로 하는 통신장치.