WO1988002559A1 - Antenna sharing device - Google Patents
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- H04B1/50—Circuits using different frequencies for the two directions of communication
Definitions
- the present invention relates to a communication system in which a transmission frequency and a reception frequency are different from each other and a transmission and reception antenna is shared, for example, an antenna duplexer used in an automobile telephone and the like. Things. Background art
- the conventional antenna duplexer is configured by combining two band-to-pass filters.
- Be Wachi during transmit terminal 1 and standard test Na terminal 2, the transmission off I filter 3 is provided a transmission band passes, and between the receiving terminal 4 and A integrators Na terminal 2, A reception filter 5 through which the reception band passes is provided.
- Fig. 2 shows the transmission characteristics of the conventional antenna duplexer. Transmission 5 band 6 and the reception band 7 there]), A b Solenoid tio n of the receiving band 7 in the transmission band 6 is represented in Poi down bets S, kicking the transmit band 6 of the receiving band 7 The isolation is represented by point 9 .
- the transmission and reception band 7 when the transmission band 6 and the reception band 7 are wide 0 bands, or when the transmission band 6 and the reception band 7 are close to each other, the transmission and reception is isolated. It is difficult to increase the size of points 8 and 9 of the above. Also, when the transmission and reception bands are adjacent to each other, the transmission and reception can be isolated.
- an antenna duplexer is configured by combining two or more finoletors, and the passband of the finoletor is switched by a switch means.
- the transmission and reception bands of the antenna duplexer are divided into halves, and the transmission-side low band, transmission-side high band, reception-side low band, and reception-side high band are switched by switch means.] By switching, it is possible to obtain an antenna duplexer that can narrow the transmission / reception bandwidth and can easily increase the transmission / reception isolation point. .
- FIG. 1 is a block diagram of a conventional antenna duplexer
- Fig. 2 is a transmission characteristic diagram of the conventional antenna duplexer
- Fig. 3 is a diagram of the antenna duplexer according to one embodiment of the present invention.
- Block diagrams, Fig. 4 a and b are transmission characteristic diagrams of the antenna duplexer
- Fig. 5 is an electrical circuit diagram showing a specific example of the antenna duplexer
- Fig. 6 is a concrete structure.
- FIG. 7 is an exploded perspective view
- FIG. 7 is a perspective view showing a dielectric coaxial resonator used in the antenna duplexer
- FIG. 8 is an equivalent circuit diagram of the dielectric coaxial resonator
- FIG. 3 is a circuit diagram of one embodiment.
- FIG. 3 is a block diagram of an antenna duplexer according to one embodiment of the present invention.
- Transmitting terminal 1 1, the transmission side scan I pitch 1 sender low Ikifu through S Lee Noreta 1 4 is connected to the transmitting high frequency Huy Noreta 1 5, and the full I filter 1 4, 1 5
- the other end is connected to the antenna-side switch 19.
- the receiving terminals 1 and 2 are connected to the receiving switch 2 O Via the receiving low-frequency full I filter 1 6 is connected to the receiving high frequency full I filter 1 Ryo, and the other end of the full I filter 1 6, 1 7, standard test na side scan I Tsu Connected to switch 19.
- the antenna-side switch 19 is connected to the antenna 13.
- the switch can be either an electric switch using a pin diode or a mechanical switch using a relay.
- a mechanical switch using a relay is advantageous. Pin diodes are suitable for high power switches because they are saturated by high power.
- Fig. 4a shows the transmission characteristics of the low-band and high-band of the antenna duplexer of this embodiment.
- the transmission band 21 and the reception band 22 are divided into half of the high band and half of the low band to increase the transmission and reception isolation. That is, transmission and reception of A Lee Seo array tio Npoi down TMG, the transmission and reception when the low band A transceiver when Lee Seo Leh tion port Lee emissions DOO 2 3, 2 4 highband A Lee Seo array sheet It moves away from the band edge of the isolation point band due to the points 25 and 26 and the low and high bands. For this reason, transmission and reception isolation can be ensured even in the case of a wide band or when the transmission and reception bands are adjacent to each other.
- FIG. 5 is a circuit diagram showing a specific example of the antenna duplexer according to the present embodiment.] Each filter 14, 15, 16, and 1 has a variable capacitor 28. Multiple dielectric coaxial resonators 2 It is configured by connecting via coupling capacitor 29 o
- the characteristics of the dielectric coaxial resonator 27 are set so as to satisfy the characteristics of each of the finolators 14, 15, 16, and 17, and the variable capacitor is set. 2 to 8]? Adjusted.
- FIG. 6 shows a specific structure of the antenna duplexer of the circuit shown in FIG.
- reference numeral 30 denotes a / 4-type dielectric coaxial resonator.
- This dielectric coaxial resonator 3 O is arranged by arranging five blocks as one block.
- Noreta unit 3 1 the transmission side low band off Lee Noreta portion 3 2, the receiving-side high band filter section 33 constitute a reception side low band filter unit 3 4.
- 3 5 full I Noreta Ke to yield volumes of each full I filter unit 3 1, 3 2, 3 3, 3 4 made of a dielectric coaxial resonator 3 O - is a scan.
- the transmitting terminal 40 On the substrate 39, the transmitting terminal 40 , the receiving terminal 41, the connection to the antenna and the antenna terminals 42, and the relays 36, 37, 38 are driven. Because the Li-les over the power supply terminal 4 3 for voltage application is provided for. Furthermore, each part mounted on Prin preparative substrate 3 9 is accommodated in a metal cases 4 4. In that the cases 4 4, ⁇ - scan terminals 4 5 are provided.
- FIG. A shows the external shape of the dielectric coaxial resonator 30 and FIG. 8 shows an equivalent circuit thereof.
- the rotor 50 supported rotatably 5 is arranged.
- the rotor 5 0, the rotor electrode 5 1 is set vignetting, the rotor electrode 5 1 facing through the rotor 5 0, by the electrode 4 6 a of the end face of the resonator body 4 7]) variable co down Danza is configured.
- the filter itself is switched by the switch.
- the resonance frequency of the resonance element constituting the filter is changed by the switch to switch between the high and low band.
- FIG. 9 is a circuit diagram of an embodiment of a voltage control filter using a capacitor diode, 52 is a diode diode, 53 is a binos capacitor, and 5 is a binos capacitor.
- 4 is a voltage control terminal, 5 5 bar la click Tadaio - de 5 2 and are arranged in series and capacitors, 5 6 coupled co down capacitor, 5 ⁇ input-output terminal, 5 8 1 4 type dielectric coaxial Resonator, 59 is a voltage control bias resistor.
- a voltage is applied to the voltage control terminal 54 and the varactor diode 52 is connected via the voltage control bias resistor 59.
- a reverse voltage is applied to an O-, in a volume change Bas La Selector Selector die Hauts de 5 2, changes the center frequency of the full I filter by changing a resonance frequency of the co-vibrator.
- Bas La Selector Selector die Hauts de 5 2 changes the center frequency of the full I filter by changing a resonance frequency of the co-vibrator.
- FIG. 10 shows a circuit diagram of an embodiment of a voltage control filter using a pin diode.
- 6 ⁇ is a bypass capacitor
- 6 1 is a pin diode
- 6 2 is a switching capacitor
- 6 3 is a coupling capacitor
- 6 4 is a pin diode bias power supply terminal
- 6 5 Is a three-terminal switch
- 66 is a dielectric coaxial resonator
- 67 is an input / output terminal
- 6S is a switch OFF terminal
- 69 is a switch ON terminal.
- this circuit it is possible to switch between the center frequencies on the high frequency side and the low frequency side, but since it can be configured with a higher Q than that using a varactor diode, the insertion loss of the finoleta is reduced. Less. Also, since it does not use the change in the capacitance of the diode, it can be used for high power.
- resonators In wireless communication with a wide band, many resonators are arranged in multiple stages in order to obtain attenuation outside the band. According to the filter, it is possible to reduce the filter bandwidth to half or less. ⁇ ⁇ ⁇ The configuration makes it possible to obtain attenuation outside the desired band even if the resonators are arranged in multiple stages. In addition, it is possible to realize a broadband fin- olator without significantly reducing the performance. In addition, temperature drift can be reduced.
Description
一 ^ _
. 明 細 書
発明の名称
ア ンテナ共用器
技術分野
5 本発明は、 送信周波数と受信周波数が互いに異 、 かつ送 信と受信のア ン テ ナを共用する通信シ ス テ ム 、 たとえば、 自動 車電話 ¾どに用いられるア ン テ ナ共用器に関するものである。 背景技術
従来のア ン テ ナ共用器は、 第 1 図に示すよ うに、 2つのバ ン t o ドパ ス フ ィ ルタを、 組み合わせて構成していた。 す わち、 送 信端子 1 とア ン テ ナ端子2の間には、 送信帯域が通過する送信 用フ ィ ルタ 3が設けられ、 また受信端子 4とア ンテ ナ端子 2 の 間には、 受信帯域が通過する受信用フ ィ ルタ 5が設けられてい る。 第 2図は、 従来のア ン テ ナ共用器の伝送特性を示す。 送信 5 帯域 6と受信帯域 7があ ])、 送信帯域 6における受信帯域7の ア イ ソ レ ー シ ョ ンは、 ポイ ン ト S で表わされ、 受信帯域7 の送 信帯域6に けるア イ ソ レ 一 シ ョ ンは、 ポィ ン ト 9で表わされ る。
従来のア ン テ ナ共用器では、 送信帯域 6及び受信帯域 7が広0 帯域の場合や、 送信帯域 6 と受信帯域 7が接近している場合に は、 送受信のア イ ソ レー シ ョ ンの ポイ ン ト 8 , 9を大き く とる ことが難しくなる。 また、 送信 , 受信の帯域が隣接しているよ う ¾ときは、 送受信のア イ ソ レ ー シ ョ ンをとることができ か つた。
発明の開示
本発明はア ンテナ共用器において、 2つ以上のフ ィ ノレタを組 み合わせて構成し、 かつそのフ ィ ノレタの通過帯域をス ィ ツチ手 段によ って切]?替えるよ うに構成したもので、 ア ン テナ共用器 の送信, 受信の各帯域を半分に分割して、 送信側低域 ,送信側 高域, 受信側低域 , 受信側高域をスイ ツチ手段によ つて切])替 えることによ って、 送受信の帯域巾を狭くすることができ、 送 受信のアイ ソ レー シ ョ ンポ イ ン トを大きく とることが容易なァ ン テナ共用器が得られるものである。
図面の簡単な説明
第 1 図は従来のァン テナ共用器のブロ ッ ク図、 第2図は従来 のア ン テナ共用器の伝送特性図、 第 3図は本発明の一実施例の ア ンテ ナ共用器のブロ ッ ク図、 第 4図 a , bは同ア ン テナ共用 器の伝送特性図、 第 5図は同ァンテ ナ共用器の具体例を示す電 気回路図、 第 6図は具体的構造を示す分解斜視図、 第 7図は同 ア ン テ ナ共用器に用いた誘電体同軸共振器を示す斜視図、 第 8 図は同誘電体同軸共振器の等価回路図、第 9図は同ァ ンテナ共用 器に用いるフ イ ノレタとして、 バ .ラ ク タダイォードを使用した回 路の一実施例を示す回路図、 第 1 O図はフ ィ ルタと してピ ンダ ィ ォ ー ドを使用した回路の一実施例の回路図である。
発明を実施するための最良の形態
第 3図に本発明の一実施例のァ ンテナ共用器のプロ ック図を 示す。 送信端子 1 1 は、 送信側ス ィ ッ チ 1 Sを介して送信側低 域フ イ ノレタ 1 4、 送信側高域フイ ノレタ 1 5に接続され、 そして そのフ ィ ルタ 1 4 , 1 5の他端はア ン テ ナ側ス ィ ッ チ 1 9に接 続されている。 同様に、 受信端子 1 2は、 受信側ス ィ ッ チ 2 O
を介して、 受信側低域フ ィ ルタ 1 6、 受信側高域フ ィ ルタ 1 了 に接続され、 そしてそのフ ィ ルタ 1 6 , 1 7の他端は、 ア ン テ ナ側ス ィ ッ チ 1 9に接続されている。 ア ン テ ナ側ス ィ ッ チ 1 9 はア ン テ ナ 1 3に接続されている。 このような構成において、 送受信の高域 , 低域のフ イ ノレタ 1 4 , 1 5 , 1 6 , 1 7 を ス ィ ツ チ 1 8 , 1 9 , 2 0によ ]?切 替える。 こ こで、 ス ィ ッ チに は、 ピンダイ オー ドを使用 した電気的ス ィ ッ チ、 また、 リ レー を用いた機械的ス ィ ツ チのどちらでも使用することができる。 一般的に高出力を送信する場合はリ レ ーを用いた機械的スイ ツ チが有利である。 ピンダイ オードは、 高出力によ って飽和する ため、 高出力ス ィ ツチには向いてい い。
第 4図 a , わに、 本実施例のア ン テ ナ共用器の低域 , 高域各 バ ン ドの伝送特性を示す。
第 4図のよ うに、 送信帯域 2 1 及び受信帯域 2 2を高帯域 , 低帯域の半分に分割し、 送受信のア イ ソ レー シ ョ ンを大き く と つ ている。 すなわち、 送受信のア イ ソ レー シ ョ ンポィ ン トは、 低帯域のときの送受信のア イ ソ レー シ ョ ン ポ イ ン ト 2 3 , 2 4 高帯域のときの送受信のア イ ソ レー シ ョ ンポ イ ン ト 2 5 , 2 6 と 、 低帯域 , 高帯域によ ってア イ ソ レー シ ョ ンポイ ン トカ 帯域のバ ン ドエッ ジから離れる方向に動く。 このため、 広帯域 の場合や送信 ,.受信の帯域が隣接しているよ う ¾場合でも 、 送 受信のアイソレー シ ョ ンは確保できるのである。
第 5図は本実施例によるア ンテナ共用器の具体例を示す回路 図であ ]?、 各フ ィ ルタ 1 4 , 1 5 , 1 6 , 1 ァは、 可変コ ン デ ン サ 2 8を有する 型の誘電体同軸共振器 2 ァを複数個、
結合コ ンデ ンサ 2 9を介して接続することによ 構成されてい る o
このよ うる構成にお て、 各フ イ ノレタ 1 4 , 1 5, 1 6 , 1 7 の特性を満足するように、 誘電体同軸共振器 2 7の特性が設定 されると共に、 可変コ ン デンサ 2 8によ ]?調節される。
第 6図には、 第 5図に示す回路のア ン テ ナ共用器の具体的搆 造を示している。 第 6図において、 3 0は /4 型の誘電体 同軸共振器であ 、 この誘電体同軸共振器 3 Oは、 5個づっを 1 プロッ ク として配置することによ 、 送信側高域フ ィ ノレタ部 3 1 , 送信側低域フ イ ノレタ部3 2 , 受信側高域フ ィルタ部33, 受信側低域フィ ルタ部3 4を構成している。 3 5は誘電体同軸 共振器3 Oからなる各フ ィ ルタ部 3 1 , 3 2 , 3 3 , 3 4を収 容するフ ィ ノレタ ケ— スである。
これらのフ ィ ルタ部 3 1 , 3 2 , 3 3 , 3 4は、 送信側高域 フ ィ ルタ部 3 1 と送信側低域フ ィ ルタ部 3 2とを 1 ブロ ックと し、 また受信側高域フ イ ノレタ部 3 3と受信側低域フィルタ部 34 とを 1 ブ ック として隣接させ、 かつ送信側プロッ クと受信側 ブロックとの間に、 ア ン テナ側ス ィ ッ チと してのリ レ一 3 6を 配置させた状態で、 プリ ン ト基板3 9上に取付けられている。 また、 プ リ ン ト基板 3 9上において、 送信側ブ口ックに隣接す る端部には、 送信側ス ィ ッ チとしてのリ レー 3 7が取付けられ、 さらに受信側プロ ッ クに隣接する端部には、 受信側スィ ッ チと してのリ レー 3 8が取付けられている。 また、 プ!; ン ト基板 39 には、 送信端子4 O , 受信端子 4 1 , ァンテナへの接続部と レ てのア ン テ ナ端子 4 2 , 各リ レー 3 6 , 3 7 , 3 8を駆動させ
るための電圧印加用の リ レ ー電源端子4 3が設けられている。 さらに、 プ リ ン ト基板 3 9上に取付けられた各部品は、 金属 製のケー ス 4 4内に収納されている。 そのケー ス 4 4には、 ァ ― ス端子 4 5が設けられている。
第ァ図に誘電体同軸共振器 3 Oの外観形状を示し、 第8図に その等価回路を示している。
第 7図において、 内周面及び外周面及び一端面に連続した電 極 4 6を形成した筒状の共振器本体 4 7の残 ]?の端面に、 シ ャ フ ト 4 8 と ス プ リ ング 4 9 によ ] 5回転自在に支持したロ ータ 50 を配置した構造である。 ロータ 5 0には、 ロータ電極5 1 が設 けられ、 このロータ 5 0を介して対向するロータ電極 5 1 と、 共振器本体 4 7の端面の電極4 6 aとによ ])可変コ ン デ ンザが 構成されている。
本実施例では、 フ ィ ルタそのものを ス ィ ツチによ つて切 換 えたが、 フ ィ ルタを構成している共振素子の共振周波数を スィ ツチによ つて変化させ、 帯域の高 ,低を切 ]9換えてもかまわ ¾ 'へ
以下、 この場合の実施例を説明する。
第 9図は、 バ ラ ク タダイ才一 ドを用いた電圧制御フ ィ ルタの 一実施例の回路図で、 5 2はバ ラ ク タ ダイ オー ド、 5 3はバイ ノ ス コ ンデンサ、 5 4は電圧制御端子、 5 5はバ ラ ク タダイォ — ド 5 2 と直列に配列したコ ンデンサ、 5 6は結合コ ン デンサ、 5ァは入出力端子、 5 8は 1 4 型の誘電体同軸共振器、 59 は電圧制御バ イ ア ス抵抗である。 電圧制御端子 5 4に電圧を加 え、 電圧制御バ イ ア ス抵抗 5 9を介してバラ ク タダイ オー ド 52
一 ό— に逆電圧を加え、 バ ラ ク タ ダイ オー ド5 2 の容量変化を得、 共 振器の共振周波数を変化させることでフ ィ ルタ の中心周波数を 変化させる。 本回路では、 共振系に高 Qの共振器を使用してい るため、 揷入損の劣化は少ない。
第 1 0図に、 ピ ンダイオー ドを用いた電圧制御フ ィ ルタ の一 実施例の回路図を示す。 6 Οはバィパスコ ンデンサ、 6 1 はピ ンダイ オー ド、 6 2はス ィ ッ チ ン グコ ンデ ンサ 、 6 3は結合コ ン デンサ、 6 4はピンダイ オー ドバ イ ァス電源端子、 6 5は 3 端子ス ィ ッ チ、 6 6は誘電体同軸共振器、 6 7は入出力端子、 6 Sはス ィ ッ チ OF F 端子、 6 9はス ィ ッ チ O N端子である。
3端子ス ィ ッ チ 6 5は、 ス ィ ッ チ OF F 端子 6 8が O Nのとき は、 ス ィ ッ チ O N端子6 9がアー スで、 このとき ピンダイォ一 ド ら 1 には逆バィ ァ スがかか]? 、 ス ィ ツ チ ングコ ンデ ンサ 6 2 は接地され ¾い。 また、 スィ ツチ O N端子 6 9が O Nのときは、 ス ィ ッ チ OF F 端子 6 8がアー ス で、 このときは、 ス ィ ッ チン グコンデ ンサ 6 2はバイァ ス抵抗 6 Oと ピンダイオード 6 1 を 介して接地さ.れる。 このとき誘電体同軸共振器 6 6の共振周波 数は、 変化して(低い方に) フ ィノレタ の中心周波数は変化する。 本回路では、 高域側 ,低域側の中心周波数にレか切 かえちれ な が、 バラク タダイォ一ドを用いたものよ も高 Qに構成で きるため、 フ ィ ノレタの揷入損は少なく ¾る。 また、 ダイ オー ド の容量変化を用いないため高電力にも使用することが可能とな o
広帯域のバン ドをもつ無線通信などでは、 帯域外の減衰量を 得るために多ぐの共振器を多段に配列していたが、 このフ ィ ル
タによれば、 フ ィ ルタの帯域幅を半分以下にすることが可能 ¾ 構成になるため、 共振器を多段に配列しるくても所望の帯域外 の減衰量を得ることができ、 小型で安価でしかも性能の劣化を 大き くおとすことなく広帯域のフ イ ノレタ を実現でき る。 また温 度ドリ フ ト も少 く実現できる。
産業上の利用可能性
以上のように本発明によれば、 今まで不可能とされていた、 隣接した送受信帯域でのァン テナ共用器の実現を可能とするェ 業的に価値の高いものである。
Claims
1 . ア ンテナに接続される送信側フ イ ノレタ及び受信側フ イ ノレタ を有するァンテナ共用器において、 上記送信側フィルタ及び受 信側フィルタそれぞれを周波数帯域の異なる 2つ以上のフ ィ ノレ 5 タを組み合わせて構成し、 かつそれらのフ ィ ルタを切 替える ス ィ ッ チ手段を設けたア ン テ ナ共用器。
2 . 請求の範囲第1項において、 フ ィ ノレタは、 可変コ ン デンサ を有する 1 Z4 型の誘電体同軸共振器を複数個接続すること によ 構成したものであるァンテナ共用器。
O 3 . 請求の範囲第1 項において、 ス ィ ッ チと してリ レーを用 たア ン テナ共用器。
4 . 請求の範囲第1 項において、 フ ィ ルタは、 1 /4 型の誘 電体同軸共振器を複数個接続し、 かつその誘電体同軸共振器に コ ン デンサ とバラク タダイォー ドとを接続し、 ダイォー ドの容5 量変化によ ]9共振周波数を変化可能と したものであるア ンテナ 共用器。
5 . 請求の範囲第 1項において、 フ ィ ルタは、 1 4 型の誘 電体同軸共振器を複数個接続し、 かつその誘電体同軸共振器に コ ンデンサ と ピンダイ オー ドとを接続し、 ダイ オー ドの ス イ ツ0 チ ングによ 共振周波数を変化可能と したものであるァン テナ 共用器。
6 . ア ン テナに接続される送信側フィルタ及び受信側フィノレタ を有するァンテナ共用器において、 送信端子に送信側ス ィ ッ チ 手段を介して接続される送信側高域フ ィ ノレタ及び送信側低域フS ィ ルタと、 受信端子に受信側ス ィ ツ チ手段を介して接続される
受信側高域フ ィ ルタ及び受信側低域フ ィ ルタ と 、 これらの送信 側高域フ ィ ルタ及び送信側低域フ ィ ノレタ と受信側高域フ ィ ノレタ 及び受信側低域フ ィ ルタ とがア ン テ ナ側ス ィ ッ チ手段を介 して 接続されるア ン テナとを備えたア ンテ ナ共用器。
7 . ア ン テナに接続される送信側フ ィ ル-タ及び受信側フ ィ ルタ を有するア ン テ ナ共用器において、 送信端子に送信側ス ィ ッ チ 手段を介 して接続されかつ周波数帯域の異 る 2つ以上のフ ィ ルタを組み合せて構成した送信側フ ィ ルタのブロッ ク と、 受信 端子に受信側ス ィ ツチ手段を介して接続されかつ周波数帯域の 異なる 2つ以上のフ ィ ルタを組み合せて構成した受信側フ ィ ル タ の プロ ッ ク とを有 し、 これらのブロ ッ ク の間にァ ン テナへの 接続を切 ]?替えるア ン テ ナ側ス ィ ッ チ手段を配置し、 ケー ス内 に収納したア ン テナ共用器。
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