KR810001212B1

KR810001212B1 - Antenna switch

Info

Publication number: KR810001212B1
Application number: KR7700057A
Authority: KR
Inventors: 조세프 프리니스키 데이비드; 데이비드 메이어오프 제리
Original assignee: 빈센트 제이 라우너; 모토롤라 인코포레이티드
Priority date: 1977-01-12
Filing date: 1977-01-12
Publication date: 1981-09-28

Abstract

The antenna(12) of a transceiver couples through a low pass filter(14) to the input port(30) of a high pass filter network(32). The high pass network is designed to reflect a very high impedance to its input port when its output port(40) is at ground potential. The transmitter portion(62) of the transceiver couples to the input port of the network with the receiver coupling to the network output port. A semiconductor diode(48) couples from the output port(40) to ground potential. In the receiver mode the combination, low pass and high pass filters, couple received signals in the desired frequency band to the input of the receiver.

Description

Antenna switch

본 도면은 송신기와 수신기에 함께 사용하는 안테나 스위치의 양호한 실시예의 개략도.Is a schematic diagram of a preferred embodiment of an antenna switch for use with a transmitter and a receiver.

본 발명은 통신기술에 관한 것으로, 특히, 송신기 또는 수신기로 안테나를 스위칭하는 장치에 관한 것이다.The present invention relates to communication technology, and more particularly, to an apparatus for switching an antenna to a transmitter or a receiver.

안테나 스위칭 장치는 통신기술분야에 이미 널리 공지되었는데, 이러한 장치들을 송신기와 수신기가 같은 안테나를 사용하는 트랜시버(transceiver)에 주로 사용된다. 안테나 스위치는 안테나를 송신기나 또는 수신기로 향하게 할뿐만 아니라 송신 모우드(mode)에서 수신기가 송신된 신호에 의해 과부하(overload)되지 않도록 송신기와 수신기를 분리시킨다.Antenna switching devices are already well known in the communications arts, and these devices are mainly used in transceivers where the transmitter and receiver use the same antenna. The antenna switch not only directs the antenna to the transmitter or receiver, but also separates the transmitter and receiver in the transmission mode so that the receiver is not overloaded by the transmitted signal.

안테나 스위치에 관한 종래 기술중의 하나는 전자 스위치 또는 릴레이(reay)를 사용하는 것인데, 이와같은 릴레이는 가격이 고가일뿐만 아니라 부피가 커서 모빌 (mobile) 송신기와 같은 제한된 크기의 송신기에는 적합하지 않다. 안테나 스위치에 관한 또 다른 종래의 기술은 바이어스 하는데 PIN다이오드를 사용하여 다이오드가 안테나에 송신기나 수신기를 연결하거나 또는 단락시키는 기술인데, 이러한 기술도 다이오드의 가격이 고가일뿐만 아니라 다이오드를 적절히 조절하는데 필요한 바이어스 상태를 설계하는데 복잡하기 때문에 실용화하기엔 문제점이 있다.One prior art for antenna switches is the use of electronic switches or relays, which are expensive and bulky and are not suitable for limited size transmitters, such as mobile transmitters. . Another conventional technique for antenna switches is the use of PIN diodes to bias the diode to connect or short-circuit the transmitter or receiver to the antenna, which is not only expensive but also necessary to properly control the diode. The complexity of designing the bias state is problematic for practical use.

따라서 본 발명의 목적은 수신기와 송신기 사이에 안테나를 효과적으로 스위칭하고, 또한 안테나 스위치가 송신 모우드에 있을때 수신기를 송신기로부터 간단하게 분리시키는 유효한 방법을 제공하는데 있다.It is therefore an object of the present invention to provide an effective method of effectively switching an antenna between a receiver and a transmitter and also simply disconnecting the receiver from the transmitter when the antenna switch is in the transmission mode.

본 발명을 간단히 요약하면, 안테나를 송신기(62) 또는 수신기(44)로 작동하도록 안테나 스위치가 송신 모우드 또는 수신 모우드로 작동하는데, 송, 수신기 모두가 어떤 선택된 주파수 대역에서 작동한다. 스위치는 안테나(12)에 연결된 입력단자(30)과 수신기(44)에 연결된 출력단자(40)을 가지는 고역통과 필터(32)로 구성되어 안테나(12)로 부터의 신호를 수신기(44)로 통과시킨다. 상기 필터(32)는 고역통과 특성을 가져 기대한 주파수 대역 이하의 신호를 여파하지만, 필터의 출력단자(40)가 접지전위에 있게되면 필터(32)는 상기 주파수 대역에서 그 입력단자(30)에 고 임피던스를 갖는 반 공진회로를 형성한다. 송신기(62)를 필터의 입력단자(30)에 연결시키기 위한 콘덴서(70)와 안테나 스위치가 송신모우드에 있을 때 필터의 출력단자(40)을 접지시키는 스위치 장치(46)가 제공되어 있어, 수신모우드로 동작할때는 안테나(12)에서 포착된 신호가 정상적으로 안테나(12)에서 수신기(44)로 통과되지만, 송신모우드로 동작할때는 필터의 출력단자(40)가 접지전위에 있게되어, 필터의 입력 임피던스는 매우 높게되어, 수신기(44)를 송신기(62)에서 유효하게 차단하여 송신기 에너지가 안테나를 통해 나가게 된다.Briefly summarizing the present invention, the antenna switch acts as either a transmit mode or a receive mode to operate the antenna as a transmitter 62 or a receiver 44, both the transmitter and receiver operating in any selected frequency band. The switch consists of a high pass filter 32 having an input terminal 30 connected to the antenna 12 and an output terminal 40 connected to the receiver 44 to pass the signal from the antenna 12 to the receiver 44. Pass it through. The filter 32 has a high pass characteristic and filters a signal below the expected frequency band. However, when the output terminal 40 of the filter is at the ground potential, the filter 32 has its input terminal 30 in the frequency band. A semi-resonant circuit having a high impedance is formed in the circuit. A condenser 70 for connecting the transmitter 62 to the input terminal 30 of the filter and a switch device 46 for grounding the output terminal 40 of the filter when the antenna switch is in the transmission mode are provided for receiving. When operating as a mode, the signal captured by the antenna 12 is normally passed from the antenna 12 to the receiver 44. When operating as a transmission mode, the output terminal 40 of the filter is at ground potential, so that the input impedance of the filter Is very high, effectively blocking the receiver 44 at the transmitter 62 so that the transmitter energy passes through the antenna.

이하 첨부도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다. 안테나 (12)는 저역 통과필터(14)에 연결되는데, 이 저역 통과 필터(14)는 병렬 분로 콘덴서 (18)(20)(22)와 직렬 인덕터(24)(26)로 파이(

)회로를 구성하고 있다. 상기 콘덴서(18)(20)(22)와 인덕터(24)(26)의 값은 기대한 주파수 대역 이하의 신호를 통과시키도록 저역 통과 특성을 갖도록 선택된다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. The antenna 12 is connected to a low pass filter 14, which is connected to a

parallel shunt capacitor

18, 20, 22 and a

series inductor

24, 26.

The circuit is constructed. The values of the

capacitors

18, 20, 22 and

inductors

24, 26 are selected to have low pass characteristics to pass signals below the expected frequency band.

저역 통과 필터(14)의 출력단은 고역 통과 필터(32)의 입력단자(30)에 연결되는데, 이 고역 통과 필터(32)는 한쌍의 직렬 콘덴서(34)(36)와 그 사이에 분로 인덕터 (38)로 구성된 ＂T＂자형 필터이다. 상기 콘덴서(34)(36)와 인덕터(38)의 값은 기대한 주파수 대역이상의 신호를 통과시키도록 선택되어 신호를 입력단자(30)에서 출력단자 (40)으로 통과시킨다. 더우기, 출력단자(40)가 접지 전위에 있게되면, 콘덴서(36)와 인덕터(38)는 기대한 주파수 대역에서 콘덴서(34)를 통해 필터회로(32)의 입력단자 (30)에 고 임피던스를 나타내는 반공진회로를 형성한다.The output of the low pass filter 14 is connected to the input terminal 30 of the high pass filter 32, which is a pair of series capacitors 34, 36 and a shunt inductor (between them). 38) is a T-shaped filter. The values of the capacitors 34 and 36 and the inductor 38 are selected to pass a signal above the expected frequency band and pass the signal from the input terminal 30 to the output terminal 40. Furthermore, when the output terminal 40 is at ground potential, the capacitor 36 and the inductor 38 apply high impedance to the input terminal 30 of the filter circuit 32 through the capacitor 34 in the expected frequency band. The anti-resonance circuit shown is formed.

고역 통과 필터(32)의 출력단자(40)는 수신기(44)의 입력단자(42)와 다이오드(48)로 구성된 스위칭 장치(46)에 연결되는데, 상기 다이오드(48)의 양극단자는 출력단자(40)에 연결되고, 음극단자는 RF 바이패스 콘덴서(50)를 통해 접지 전위단자에 직렬로 연결되어 있다. 바이어스 전류가 직류 바이어스 원(B)과 접지 전원사이에 연결된 한쌍의 저항기(52)(54)로 구성된 저항 분배기를 통해 다이오드(48)에 인가된다. RF절연 인덕터(56)가 저항기(52)(54)의 공통 중앙 연결단자와 다이오드(48)의 양극단자 사이에 접속되어 있다.The output terminal 40 of the high pass filter 32 is connected to a switching device 46 composed of an input terminal 42 and a diode 48 of the receiver 44, and the anode terminal of the diode 48 is an output terminal ( 40, and the negative terminal is connected in series to the ground potential terminal via the RF bypass capacitor (50). A bias current is applied to the diode 48 through a resistor divider consisting of a pair of resistors 52, 54 connected between the direct current bias source B and the ground power source. An RF insulated inductor 56 is connected between the common center connection terminal of the resistors 52 and 54 and the positive terminal of the diode 48.

제1저항기(56)와 직류 바이어스 원(B⁺)에 접속된 제2저항기(58)로 구성된 직렬 저항 분배기가 다이오드(48)의 음극단자에 연결되어 있다. 저항기(56)(58)의 공통 중앙 접속 단자는 수동 조작용 스위치(60)에 연결되고, 이 수동 조작용 스위치(60)는 접지 전위 단자에 연결되어 있다.A series resistance divider consisting of a first resistor 56 and a second resistor 58 connected to a direct current bias source B ⁺ is connected to the negative terminal of the diode 48. The common center connection terminal of the resistors 56 and 58 is connected to a switch 60 for manual operation, which is connected to a ground potential terminal.

상기 스위치(60)는 본 발명의 양호한 구조에서, 손으로 잡는 마이크로폰에 주로 사용되는 푸쉬-투-토크(push-to-talk) 스위치이다.The switch 60 is a push-to-talk switch mainly used for hand held microphones in the preferred structure of the present invention.

송신기(62)는 트랜지스터(64)로 구성된 출력 전력단을 구동하는데, 상기 트랜지스터(64)의 콜렉터단자는 인덕터(66)를 통해 바이어스 전위(68) 단자에 연결되어 있는 반면에, 또한 콘덴서(70)를 통해 고역 통과 필터(32)의 입력 단자(30)와도 연결되어 있다.Transmitter 62 drives an output power stage consisting of transistors 64, wherein the collector terminal of transistor 64 is connected to terminal of bias potential 68 through inductor 66, while also condenser 70 It is also connected to the input terminal 30 of the high pass filter (32) through.

이상과 같이 구성된 안테나 스위치장치의 회로동작을 설명하면 다음과 같다. 첫째 수신모우드로 동작할때는 도면에 도시된 바와같이 스위치(60)가 개방되어 반도체 다이오드(48)는 오프(off) 상태(즉, 고 임피던스 상태)로 바이어스되어, 안테나(12)에 의해 포착된 신호가 저역 통과 필터(14)에 의해 저역 통과 여파되고 고역 통과 필터(32)에 의해 고역 통과 여파된후 수신기(44)의 입력단자(42)에 인가된다.Referring to the circuit operation of the antenna switch device configured as described above are as follows. When operating as a first receive mode, as shown in the figure, the switch 60 is opened so that the semiconductor diode 48 is biased into an off state (i.e., a high impedance state), so that the signal captured by the antenna 12 is acquired. Is low pass filtered by the low pass filter 14 and high pass filtered by the high pass filter 32 and then applied to the input terminal 42 of the receiver 44.

상기 저역 통과 필터(14)와 고역 통과 필터(32)는 기대한 주파수 대역 외부에 위치한 스퓨리어스(spur-ious) 신호에 대하여 대역 통과 보호를 제공할 뿐만 아니라, 또한, 저, 고역 통과 필터(14)(32)의 소자값이 선택되어 안테나(12)의 임피던스가 수신기의 입력단자(42)에서 적절한 값으로 변환된다.The low pass filter 14 and the high pass filter 32 not only provide band pass protection for spur-ious signals located outside the expected frequency band, but also the low, high pass filter 14. The element value of 32 is selected so that the impedance of the antenna 12 is converted into an appropriate value at the input terminal 42 of the receiver.

둘째 송신모우드로 동작할때는 푸쉬-투-토크 스위치(60)가 눌러져서 반도체 다이오드(48)가 저 임피던스 상태로 순방향 바이어스되어, 고역 통과 필터(32)의 출력단자(40)는 콘덴서(50)를 통해 저 임피던스 접지 전위단자에 접속된다. 이것이 콘덴서(36)가 인덕터(38)와 공진하도록 야기하여 고역통과 필터(32)의 입력단자 (30)에 고 임피던스가 나타나게 된다. 이때 출력장치(64)를 구동하는 송신기의 신호는 저역통과 필터(14)를 통해 안테나(12)로 직접 송신된다. 고역통과 필터(32)의 입력단자(30)에 나타난 고 임피던스에 의해 매우 적은 전력만이 필터(32)를 통해 수신기 (44)에 흐르기 때문에, 수신기(44)는 송신기(62)와 효과적으로 분리되게 된다.When operating as the second transmission mode, the push-to-torque switch 60 is pressed so that the semiconductor diode 48 is forward biased to a low impedance state, so that the output terminal 40 of the high pass filter 32 is connected to the capacitor 50. It is connected to the low impedance ground potential terminal. This causes the capacitor 36 to resonate with the inductor 38 so that high impedance appears at the input terminal 30 of the high pass filter 32. The signal of the transmitter driving the output device 64 is then transmitted directly to the antenna 12 through the low pass filter 14. Because only a very small amount of power flows through the filter 32 to the receiver 44 due to the high impedance present at the input terminal 30 of the high pass filter 32, the receiver 44 is effectively separated from the transmitter 62. do.

Claims

In an antenna switch for operating a transmission mode or a reception mode by connecting the antenna 12 to a transmitter 62 or a receiver 44 operating in a selected frequency band, respectively,

In a high pass filter 32 having an input terminal 30 connected to an antenna 12 and an output terminal 42 connected to a receiver 44, the filter 32 when the switch 60 is in the receive mode (off) Has a high pass characteristic and passes the signal from the antenna 12 to the high pass filter to the receiver 44, but the output terminal 40 of the filter 32 when the switch 60 is in the transmission mode (on) ) Is at ground potential to form a semi-resonant circuit having a high impedance at the filter input terminal (30) in the frequency band.