WO2001061783A1 - Antennenschaltvorrichtung für mehrband-kommunikationsgeräte - Google Patents

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WO2001061783A1
WO2001061783A1 PCT/DE2000/004466 DE0004466W WO0161783A1 WO 2001061783 A1 WO2001061783 A1 WO 2001061783A1 DE 0004466 W DE0004466 W DE 0004466W WO 0161783 A1 WO0161783 A1 WO 0161783A1
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WO
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signal path
antenna
circuit
frequency band
switching device
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Application number
PCT/DE2000/004466
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English (en)
French (fr)
Inventor
Rainer Eckert
Lothar Mamier
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Siemens Aktiengesellschaft
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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q1/00—Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/12—Supports; Mounting means
    • H01Q1/22—Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles
    • H01Q1/24—Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles with receiving set
    • H01Q1/241—Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles with receiving set used in mobile communications, e.g. GSM
    • H01Q1/242—Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles with receiving set used in mobile communications, e.g. GSM specially adapted for hand-held use
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q5/00—Arrangements for simultaneous operation of antennas on two or more different wavebands, e.g. dual-band or multi-band arrangements
    • H01Q5/50—Feeding or matching arrangements for broad-band or multi-band operation

Definitions

  • Antenna switching device for multi-band communication devices includes
  • the present invention relates to an antenna switching device for multi-band communication devices, in particular multi-band mobile phones, according to the preamble of the claim
  • Antenna switches are used in mobile telephones which can transmit and receive in several frequency bands, and switch between the transmit and receive signal paths of the different frequency bands to be used in each case.
  • FIG. 4 shows the construction of such a conventional antenna switch, as is used, for example, in m GSM dual-band mobile telephones for switching between the E-GSM900 frequency band (frequency range around 900MHz) and the GSM1800 frequency band (frequency range around 1800MHz).
  • the antenna switch comprises an antenna connection 4 for connecting a transmitting and receiving antenna.
  • an E-GSM900 receive signal path a GSM1800- E pfangssignalpfad, an E-GSM900 transmit signal path and an GSM106 transmit signal path are coupled.
  • the E-GSM900 reception signal path comprises an output 1 for outputting a signal received via the antenna in the E-GSM900 frequency band, a matching network 2 designed in the form of a filter circuit, a switching diode 17, a bias supply 18 for the switching diode 17 and a control terminal 19, via which the switching diode 17 can be switched.
  • the GSM1800 received signal path includes an output 7 for
  • Output of a signal received via the antenna in the GSM1800 frequency band e in the form of a filter circuit stalten adapter network 6, a switching diode 23, a bias supply 24 for the switching diode 23 and a control terminal 25, via which the switching diode 23 can be switched.
  • the E-GSM900 transmission path comprises an input 11 for the supply of a signal to be transmitted via the antenna in the E-GSM900 frequency band, a matching network 10 configured in the form of a filter circuit, a switching diode 20, a bias supply 21 for the switching diode 20 and a control terminal 22, via which the switching diode 20 can be switched.
  • the GSM1800 transmission path comprises an input 8 for the supply of a signal to be transmitted via the antenna in the GSM100 frequency band, a matching network 9 in the form of a filter circuit, a switching diode 26, a bias supply 27 for the switching diode 26 and a control connection 28, via which the switching diode 26 can be switched.
  • the signal paths provided for the E-GSM900 frequency band on the one hand and the GSM1000 frequency band on the other hand are coupled to the antenna connection 4 via a diplexer circuit 3, 5.
  • the diplexer circuit comprises a high-pass / low-pass combination, in the example shown the low-pass component 3 is connected between the signal paths assigned to the E-GSM900 frequency band and the antenna connection 4, while the high-pass component 5 is connected between those assigned to the GSM10000 frequency band Signal paths and the antenna connection 4 is switched. Appropriate dimensioning of the low-pass component 3 or high-pass component 5 of the diplexer circuit ensures that the E-GSM900-
  • Signal paths assigned to the frequency band only signals with a frequency in the range of the E-GSM900 frequency band and only signals with a frequency in the range of the GSM 1800 frequency band can be carried via the signal paths assigned to the GSM10000 frequency band.
  • the switching diodes 17, 20, 23 and 26 are in each case controlled by Anle ⁇ gen an appropriate control voltage to the corresponding control Connections 19, 22, 25 and 28 respectively.
  • the switching diodes 17, 20, 23 and 26 control the operation of the antenna switch and determine which signal paths can be used to receive or transmit an instantaneous signal.
  • connection pins are required for the operation of the antenna switch.
  • three to five ground pins are provided, which are used for insulation, so that the antenna switch has a total of 12 to 14 connection pins.
  • Power supply circuit as a current driver for the corresponding control PM 19, 22, 25 and 28 required.
  • the structure of a suitable power supply circuit is shown by way of example in FIG. 2 and comprises field effect transistors T1 and T2 coupled to a resistor Rl and having protective diodes.
  • Vcc denotes the supply voltage of the current source
  • Vst denotes the control voltage of the baseband chip
  • GND denotes the ground connection
  • Vout denotes the control voltage for the corresponding control pulse of the antenna switch.
  • Correspondingly connected bipolar transistors can of course also be used instead of the field effect transistors T1 and T2, but in this case no currentless control is possible, which would have a negative impact on the standby time of the mobile telephone when using the antenna switch in a mobile telephone.
  • the antenna switch shown in FIG. 4 has a total of four switching diodes and therefore also four power supply circuits, the circuit complexity of the antenna switch is relatively high.
  • the present invention is therefore based on the object of proposing an antenna switching device with less circuit complexity.
  • the antenna switch according to the invention comprises at least two transmission signal paths and at least two reception signal paths for different frequency bands, a switching element that can be controlled via a control connection being provided, which is connected between the first and second transmission signal paths on the one hand and the first and second reception signal paths on the other hand.
  • the switching element thus controls the operation of the antenna switch and determines which signal paths can be used to instantly receive or send an e signal.
  • the switching element is designed in particular in the form of a pin diode. In principle, however, the use of another switching element, such as a transistor, is also conceivable, which, however, resulted in a higher circuit complexity compared to a diode.
  • the first transmission signal path and the first reception signal path can be provided, for example, for the E-GSM 900 frequency band, while the second transmission signal path and the second reception signal path can be provided for the GSM 1800 frequency band.
  • the present invention is not only limited to dual-band applications, but can also be extended to applications with three frequency bands (triple band applications) or more frequency bands.
  • the m matching filters provided to the received signal paths can also be used
  • a power coupler can be integrated into the transmission path, which is usually required for the detection of the transmission power or a measurement variable dependent thereon in order to be able to readjust the transmission power accordingly.
  • the entire control loop which is provided for regulating the transmission power, can be integrated into the antenna switch.
  • FIG. 1 shows a simplified block diagram of an antenna switch constructed according to the invention
  • FIG. 2 shows a power supply circuit which can be used to control a control connection shown in FIG. 1,
  • Fig. 3 shows a block diagram of a modification of the antenna switch shown in Fig. 1, and
  • Fig. 4 shows a simplified block diagram of an antenna switch according to the prior art.
  • FIG. 1 shows the structure of an antenna switch as it can be used, for example, GSM dual-band mobile phones for switching between the E-GSM900 frequency band and the GSM1800 frequency band.
  • the antenna switch comprises an antenna connector 4 for connecting a transmitting and receiving antenna. With the antenna connection 4, an E-GSM900 receive signal path, an GSM100-receive signal path, an E-GSM900 transmit signal path and a GSM1800 transmit signal path are coupled.
  • the E-GSM900 received signal path comprises an output 1 for outputting a signal received via the antenna in the E-GSM900 frequency band and an adaptation network 2 designed in the form of a filter circuit, while the GSM1800 received signal path has an output 7 for outputting a via the antenna in the GSM100 -Frequency band received signal and em in the form of a filter circuit matching network 6 comprises.
  • the E-GSM900 transmission path comprises an input 11 for the supply of a signal to be transmitted via the antenna in the E-GSM900 frequency band and also in the form of a filter circuit configured adaptation network 10
  • the GSM1800 transmission signal path comprises an input 8 for the supply of a signal to be transmitted via the antenna in the GSM1800 frequency band and an adaptation network 9 configured in the form of a filter circuit.
  • the signal paths provided for the E-GSM900 frequency band on the one hand and the GSM1800 frequency band on the other hand are coupled to the antenna connection 4 via a diplexer circuit 3, 5.
  • the diplexer circuit comprises a high-pass, low-pass
  • the low-pass component 3 being assigned to the signal paths of the E-GSM 900 frequency band and the high-pass component 5 being assigned to the signal paths of the GSM100 frequency band in the exemplary embodiment shown.
  • Appropriate dimensioning of the low-pass component 3 or high-pass component 5 of the diplexer circuit ensures that, via the signal paths assigned to the E-GSM900 frequency band, only signals with a frequency in the range of the E-GSM900 frequency band and via the frequency assigned to the GSM1800 frequency band Signal paths can only carry signals with a frequency in the range of the GSM1800 frequency band.
  • a pm switching diode 12 serving as a switching element is shown in FIG. 1 in such a way that its anode connects it both to the output of the matching network 10 of the E-GSM 900
  • Transmitted signal path as well as with the output of the matching network 9 of the GSM100 transmission signal path, while it is coupled with its cathode on the one hand to the connection between the matching network 2 and the diplexer circuit part 3 and on the other hand to the connection between the matching network 6 and the diplexer circuit part 5 ,
  • Components 2 and 5 or 3 and 6 each contain a resistor coupled to ground, via which the corresponding DC circuit can be closed.
  • a bias supply 13 is provided for the switching diode 12, which in turn is provided with a
  • Control connection or control PM 14 is connected to which a Sreuer voltage for switching the switching diode 12 is applied: so that the switching diode 12 controls the operation of the antenna switch and determines which signal paths can be used to instantly receive or transmit an e signal.
  • connection points are required for the operation of the antenna switch.
  • three to five ground pins are provided, which are used for insulation, so that the antenna switch has a total of 9 to 11 connection pins.
  • a separate power supply circuit is required for the switching diode 12 as a current driver for the corresponding control clock 14.
  • the structure of this power supply circuit has already been explained with reference to FIG. 2 and can be applied analogously to the present invention. To avoid repetition, reference is therefore made to the explanations for FIG. 2 at this point.
  • the present invention is not only limited to dual-band applications, but can also be extended to applications with three frequency bands (triple band applications) or more frequency bands.
  • triple band applications it is conceivable, for example, to provide common receiving filters instead of the matching networks 2 and 6 provided in the E-GSM 900 and GSM 1800 reception signal paths and implemented by em filters, the pass band of which can be detuned depending on the desired frequency band by a suitable matching circuit , A further switching diode could be provided for switching this reception filter.
  • the resulting increased circuit complexity is more than compensated for by saving a filter.
  • a third transmit and receive signal path for the third frequency band must be provided and coupled to the antenna connection 4.
  • the transmission path em power or directional coupler 15 can be integrated, which is usually used in the field of mobile radio technology for power detection m in combination with a corresponding control loop for control the transmission power is used.
  • a measurement variable dependent on the instantaneous transmission power is detected and fed to a control circuit 16.
  • the control circuit 16 generally comprises a Hull curve detector, which generates a voltage corresponding to the rectified RF transmission frequency and feeds it to a controller.
  • the controller which is usually in the form of a differential amplifier, compares the actual value determined in this way of the measurement variable dependent on the transmission power with a predetermined setpoint value and, depending on the result of this comparison, generates a manipulated variable which is based on the respective transmitter assigned power amplifier acts to adjust the transmission power generated by this transmitter accordingly. As shown in FIG.
  • the power coupler 15 not only the power coupler 15 but also the entire control circuit 16 m can be integrated into the circuit of the antenna switch, the power coupler 15 preferably following the cathode of the switching diode 12 m in the transmission direction
  • the entire output stage of the respective communication device into the antenna switch, for which purpose amplifiers and filters, as they are used for the transmit or receive signal paths of conventional output stages, include the antenna switch so that these integration measures provide the user with an ideal power amplifier.

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Abstract

Ein Antennenschalter für Mehrband-Kommunikationsgeräte umfasst einen ersten Empfangssignalpfad (1-3) für ein über eine Antenne in einem ersten Frequenzband empfangenes Signal, einen zweiten Empfangssignalpfad (5-7) für ein in einem zweiten Frequenzband empfangenes Signal, einen ersten Sendesignalpfad (10, 11) für ein in dem ersten Frequenzband zu sendendes Signal und einen zweiten Sendesignalpfad (8, 9) für ein in dem zweiten Frequenzband zu sendendes Signal. Ein über einen Steueranschluss (14) ansteuerbare Diode (12) ist zwischen einerseits dem ersten und zweiten Sendesignalpfad (10, 11: 8, 9) und andererseits dem ersten und zweiten Empfangsignalpfad (1-3; 5-7) angeordnet.

Description

Beschreibung
Antennenschaltvorrichtung für Mehrband-Kommunikationsgerate
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Antennenschaltvorrichtung für Mehrband-Kommunikationsgerate, insbesondere Mehrband-Mobiltelefone, nach dem Oberbegriff des Anspruches
1.
In Mobiltelefonen, die m mehreren Frequenzbandern senden und empfangen können, werden Antennenschalter eingesetzt, die zwischen dem jeweils zu verwendenden Sende- und Empfangssignalpfad der verschiedenen Frequenzbander umschalten.
In Fig. 4 ist der Aufbau eines derartigen herkömmlichen Antennenschalters dargestellt, wie er beispielsweise m GSM- Dualband-Mobiltelefonen zur Umschaltung zwischen dem E- GSM900-Frequenzband (Frequenzbereich um 900MHz) und dem GSM1800-Frequenzband (Frequenzbereich um 1800MHz) eingesetzt wird.
Der Antennenschalter umfaßt einen Antennenanschluß 4 zum Anschließen einer Sende- und Empfangsantenne. Mit dem Antenneanschluß 4 ist ein E-GSM900-Empfangssignalpfad, em GSM1800- E pfangssignalpfad, em E-GSM900-Sendesιgnalpfad und e GSMlδOO-Sendesignalpfad gekoppelt .
Der E-GSM900-Empfangssignalpfad umfaßt einen Ausgang 1 zur Ausgabe eines über die Antenne im E-GSM900-Frequenzband emp- fangenen Signals, em m Form einer Filterschaltung ausgestaltetes Anpaßnetzwerk 2, eine Schaltdiode 17, eine Biaszu- fuhrung 18 für die Schaltdiode 17 sowie einen Steueranschluß 19, über welchen die Schaltdiode 17 schaltbar ist.
Der GSM1800-Empfangssignalpfad umfaßt einen Ausgang 7 zur
Ausgabe eines über die Antenne im GSM1800-Frequenzband empfangenen Signals, e Form einer Filterschaltung ausge- staltetes Anpaßnetzwerk 6, eine Schaltdiode 23, eine Biaszu- fuhrung 24 für die Schaltdiode 23 sowie einen Steueranschluß 25, über welchen die Schaltdiode 23 schaltbar ist.
Der E-GSM900-Sendesιgnalpfad umfaßt einen Eingang 11 für die Zufuhrung eines über die Antenne im E-GSM900-Frequenzband zu sendenden Signals, em m Form einer Filterschaltung ausgestaltetes Anpaßnetzwerk 10, eine Schaltdiode 20, eine Biaszu- fuhrung 21 für die Schaltdiode 20 sowie einen Steueranschluß 22, über welchen die Schaltdiode 20 schaltbar ist.
Der GSM1800-Sendesιgnalpfad umfaßt einen Eingang 8 für die Zufuhrung eines über die Antenne im GSMlδOO-Frequenzband zu sendenden Signals, em m Form einer Filterschaltung ausge- staltetes Anpaßnetzwerk 9, eine Schaltdiode 26, eine Biaszu- fuhrung 27 für die Schaltdiode 26 sowie einen Steueranschluß 28, über welchen die Schaltdiode 26 schaltbar ist.
Die für das E-GSM900-Frequenzband einerseits und das GSMlδOO- Frequenzband andererseits vorgesehenen Signalpfade sind über eine Diplexerschaltung 3, 5 mit dem Antennenanschluß 4 gekoppelt. Die Diplexerschaltung umfaßt eine Hochpaß-Tiefpaß- Kombmation, wobei bei dem dargestellten Beispiel der Tief- paßanteil 3 zwischen den dem E-GSM900-Frequenzband zugeordne- ten Signalpfaden und den Antennenanschluß 4 geschaltet ist, wahrend der Hochpaßanteil 5 zwischen den dem GSMlδOO- Frequenzband zugeordneten Signalpfaden und den Antennenanschluß 4 geschaltet ist. Durch entsprechende Dimensionierung des Tiefpaßanteils 3 bzw. Hochpaßanteils 5 der Diplexerschal- tung wird sichergestellt, daß über die dem E-GSM900-
Frequenzband zugeordneten Signalpfade nur Signale mit einer im Bereich des E-GSM900-Frequenzbands liegenden Frequenz und über die dem GSMlδOO-Frequenzband zugeordneten Signalpfade nur Signale mit einer Frequenz im Bereich des GSM1800- Frequenzbands gefuhrt werden können. Die Schaltdioden 17, 20, 23 und 26 werden eweils durch Anle¬ gen einer geeigneten Steuerspannung an die entsprechenden Steueranschlusse 19, 22, 25 bzw. 28 gesteuert. Die Schaltdioden 17, 20, 23 und 26 steuern den Betrieb des Antennen- Schalters und legen fest, über welche Signalpfade augenblicklich em Signal empfangen bzw. gesendet werden kann.
Wie der Darstellung von Fig. 4 entnommen werden kann, sind für den Betrieb des Antennenschalters neun Anschlußpins er- forderlich. Hinzu kommt noch mindestens em Massepm. In der Regel werden jedoch drei bis fünf Massepins vorgesehen, die zur Isolation benutzt werden, so daß der Antennenschalter insgesamt 12 bis 14 Anschlußpins aufweist.
Für jede Schaltdiode 17, 20, 23 und 26 ist eine separate
Stromversorgungsschaltung als Stromtreiber für den entsprechenden Steuerpm 19, 22, 25 bzw. 28 erforderlich. Der Aufbau einer geeigneten Stromversorgungsschaltung ist beispielhaft m Fig. 2 dargestellt und umfaßt mit einem Widerstand Rl ge- koppelte Feldeffekttransistoren Tl und T2 mit Schutzdioden. Vcc bezeichnet die Versorgungsspannung der Stromquelle, Vst bezeichnet die Steuerspannung des Basisband-Chips, GND bezeichnet den Masseanschluß und Vout bezeichnet die Steuerspannung für den entsprechenden Steuerpm des Antennenschal- ters. Selbstverständlich können anstelle der Feldeffekttransistoren Tl und T2 auch entsprechend verschaltete Bipolartransistoren verwendet werden, wobei dann jedoch keine stromlose Steuerung möglich ist, was bei Verwendung des Antennenschalters m einem Mobiltelefon die Standby-Zeit des Mobilte- lefons negativ beeinträchtigen wurde.
Da der m Fig. 4 gezeigte Antennenschalter insgesamt vier Schaltdioden und daher auch vier Stromversorgungsschaltungen aufweist, ist der Schaltungsaufwand des Antennenschalters re- lativ hoch. Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Antennenschaltvorrichtung mit einem geringeren Schaltungsaufwand vorzuschlagen.
Diese Aufgabe wird erfmdungsgemäß durch eine Antennenschaltvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruches 1 gelost. Die Unteranspruche definieren vorteilhafte und bevorzugte Ausfuhrungsformen der vorliegenden Erfindung.
Der erfmdungsgemaße Antennenschalter umfaßt mindestens zwei Sendesignalpfade und mindestens zwei Empfangssignalpfade für unterschiedliche Frequenzbänder, wobei ein über einen Steueranschluß ansteuerbares Schaltelement vorgesehen ist, welches zwischen einerseits dem ersten und zweiten Sendesignalpfad und andererseits dem ersten und zweiten Empfangssignalpfad geschaltet ist. Das Schaltelement steuert somit den Betrieb des Antennenschalters und legt fest, über welche Signalpfade augenblicklich e Signal empfangen bzw. gesendet werden kann. Das Schaltelement ist insbesondere m Form einer pin- Diode ausgestaltet. Es ist jedoch grundsätzlich auch die Verwendung eines anderen Schaltelements, wie beispielsweise eines Transistors, denkbar, was jedoch gegenüber einer Diode eine höheren Schaltungsaufwand zu Folge hatte.
Im Gegensatz zu dem unter Bezugnahme auf Fig. 4 beschriebenen Stand der Technik ist somit lediglich em Schaltelement erforderlich, so daß entsprechend auch nur noch eine Stromversorgungsschaltung für den Steuerpm dieses Schaltelements notwendig ist. Zudem ist für den erfmdungsgemaßen Antennen- Schalter keine Auswerteschaltung erforderlich, welche das augenblicklich aktive Frequenzband ermittelt und davon abhangig die einzelnen Schaltdioden ansteuert. Der Basisband-Chip benotigt somit insgesamt lediglich einen Steuerpm zum Schalten der Schaltdiode bzw. des Antennenschalters. Die Gesamtanzahl der erforderlichen Anschlüsse oder Pins wird gegenüber dem Stand der Technik deutlich reduziert, so daß msσesamt der Schaltungsaufwand für den erfmdungsge aßen Antennenschalter erheblich verringert werden kann.
Bei Einsatz der vorliegenden Erfindung m einem GSM-Dualband- Mobiltelefon können der erste Sendesignalpfad und der erste Empfangssignalpfad beispielsweise f r das E-GSM900- Frequenzband vorgesehen sein, wahrend der zweite Sendesignalpfad und der zweite Empfangssignalpfad f r das GSM1800- Frequenzband vorgesehen sein können.
Die vorliegende Erfindung ist nicht nur auf Dualband- Anwendungen beschrankt, sondern kann auch auf Anwendungen mit drei Frequenzbandern (Trippleband-Anwendungen) oder mehr Frequenzbandern erweitert werden. Zu diesem Zweck können auch die m den Empfangssignalpfaden vorgesehen Anpaßfilter m
Form eines gemeinsamen Filters ausgestaltet werden, welches abhangig von dem jeweils gewünschten Frequenzband entsprechend verstimmt oder eingestellt wird.
In den Sendeweg kann em Leistungskoppler integriert werden, welcher üblicherweise zur Detektion der Sendeleistung bzw. einer davon abhangigen Meßgroße benotigt wird, um die Sendeleistung entsprechend nachregeln zu können. Ebenso kann der gesamte Regelkreis, welcher zur Regelung der Sendeleistung vorgesehen ist, m den Antennenschalter integriert werden.
Als weiterer Schritt ist auch denkbar, die gesamte Endstufe des jeweiligen Kommumkationsgerats m den Antennenschalter zu integrieren, wobei zu diesem Zweck Verstarker und Filter, wie sie in üblichen Endstufen verwendet werden, in den Antennenschalter einbezogen werden, so daß durch diese Integrationsmaßnahmen dem Anwender eine ideale Endstufe zur Verfugung steht .
Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnung anhand bevorzugter Ausfuhrungsbeispiele naher beschrieben. Fig. 1 zeigt em vereinfachtes Blockschaltbild eines erfm- dungsgemaß aufgebauten Antennenschalters,
Fig. 2 zeigt eine Stromversorgungsschaltung, welche zum An¬ steuern eines Fig. 1 gezeigten Steueranschlusses verwendet werden kann,
Fig. 3 zeigt em Blockschaltbild einer Abwandlung des m Fig. 1 gezeigten Antennenschalters, und
Fig. 4 zeigt em vereinfachtes Blockschaltbild eines Antennenschalters gemäß dem Stand der Technik.
In Fig. 1 ist der Aufbau eines Antennenschalters dargestellt, wie er beispielsweise GSM-Dualband-Mobiltelefonen zur Umschaltung zwischen dem E-GSM900-Frequenzband und dem GSM1800- Frequenzband eingesetzt werden kann.
Der Antennenschalter umfaßt einen Antennenanschluß 4 zum Anschließen eine Sende- und Empfangsantenne. Mit dem Antenneanschluß 4 ist em E-GSM900-Empfangssignalpfad, e GSMlδOO- Empfangssignalpfad, em E-GSM900-Sendesιgnalpfad und em GSM1800-Sendesιgnalpfad gekoppelt .
Der E-GSM900-Empfangssignalpfad umfaßt einen Ausgang 1 zur Ausgabe eines über die Antenne im E-GSM900-Frequenzband empfangenen Signals und em m Form einer Filterschaltung ausgestaltetes Anpaßnetzwerk 2, wahrend der GSM1800- Empfangssignalpfad einen Ausgang 7 zur Ausgabe eines über die Antenne im GSMlδOO-Frequenzband empfangenen Signals und em in Form einer Filterschaltung ausgestaltetes Anpaßnetzwerk 6 umfaßt .
Der E-GSM900-Sendesιgnalpfad umfaßt einen Eingang 11 für die Zufuhrung eines über die Antenne im E-GSM900-Frequenzband zu sendenden Signals sowie em m Form einer Filterscnaltung ausgestaltetes Anpaßnetzwerk 10, und der GSM1800- Sendesignalpfad umfaßt einen Eingang 8 für die Zufuhrung eines über die Antenne im GSM1800-Frequenzband zu sendenden Signals sowie em m Form einer Filterschaltung ausgestaltetes Anpaßnetzwerk 9.
Die für das E-GSM900-Frequenzband einerseits und das GSM1800- Frequenzband andererseits vorgesehenen Signalpfade sind über eine Diplexerschaltung 3, 5 mit dem Antennenanschluß 4 gekop- pelt. Die Diplexerschaltung umfaßt eine Hochpaß-Tiefpaß-
Komb ation, wobei bei dem dargestellten Ausfuhrungsbeispiel der Tiefpaßanteil 3 den Signalpfaden des E-GSM900- Frequenzbands und der Hochpaßanteil 5 den Signalpfaden des GSMlδOO-Frequenzbands zugeordnet ist. Durch entsprechende Di- mensionierung des Tiefpaßanteils 3 bzw. Hochpaßanteils 5 der Diplexerschaltung wird sichergestellt, daß über die dem E- GSM900-Frequenzband zugeordneten Signalpfade nur Signale mit einer im Bereich des E-GSM900-Frequenzbands liegenden Frequenz und über die dem GSM1800-Frequenzband zugeordneten Si- gnalpfade nur Signale mit einer Frequenz im Bereich des GSM1800-Frequenzbands gefuhrt werden können.
Eine als Schaltelement dienende pm-Schaltdiode 12 ist w e m Fig. 1 gezeigt derart verschaltet, daß sie mit ihrer Anode sowohl mit dem Ausgang des Anpaßnetzwerks 10 des E-GSM900-
Sendesignalpfads als auch mit dem Ausgang des Anpaßnetzwerks 9 des GSMlδOO-Sendesignalpfads verbunden ist, wahrend sie mit ihrer Kathode einerseits mit der Verbindung zwischen dem Anpaßnetzwerk 2 und dem Diplexerschaltungsteil 3 sowie anderer- seits mit der Verbindung zwischen dem Anpaßnetzwerk 6 und dem Diplexerschaltungsteil 5 gekoppelt ist. In den Komponenten 2 und 5 oder 3 und 6 befindet sich jeweils em mit Masse gekoppelter Widerstand, über den der entsprechende Gleichstrom- kreis geschlossen werden kann. Für die Schaltdiode 12 ist ei- ne Biaszufuhrung 13 vorgesehen, welche wiederum mit einem
Steueranschluß oder Steuerpm 14 verbunden ist, an den eine Sreuerspannung zum Schalten der Schaltdiode 12 angelegt: wird, so daß die Schaltdiode 12 den Betrieb des Antennenschalters steuert und festlegt, über welche Signalpfade augenblicklich e Signal empfangen bzw. gesendet werden kann.
Wie der Darstellung von Fig. 1 entnommen werden kann, sind für den Betrieb des Antennenschalters lediglich sechs An- schlußp s erforderlich. Hinzu kommt noch mindestens em Mas- sepm. In der Regel werden jedoch drei bis fünf Massepins vorgesehen, die zur Isolation benutzt werden, so daß der An- tennenschalter insgesamt 9 bis 11 Anschlußpins aufweist.
Für die Schaltdiode 12 ist eine separate Stromversorgungsschaltung als Stromtreiber fαr den entsprechenden Steuerpm 14 erforderlich. Der Aufbau dieser Stromversorgungsschaltung wurde bereits anhand Fig. 2 erläutert und kann analog auf die vorliegende Erfindung angewendet werden. Zur Vermeidung von Wiederholungen wird daher an dieser Stelle auf die Erläuterungen zu Fig. 2 verwiesen.
Die vorliegende Erfindung ist nicht nur auf Dualband- Anwendungen beschrankt, sondern kann auch auf Anwendungen mit drei Frequenzbandern (Trippleband-Anwendungen) oder mehr Frequenzbandern erweitert werden. Für Trippleband-Anwendungen ist beispielsweise denkbar, anstelle der in dem E-GSM900- und GSM1800-Empfangssignalpfaden vorgesehenen und durch jeweils em Filter realisierten Anpaßnetzwerke 2 und 6 em gemeinsames Empfangsfllter vorzusehen, dessen Durchlaßbereich abhangig von dem gewünschten Frequenzband durch eine geeignete Anpaßschaltung verstimmt werden kann. Für die Umschaltung die- ses Empfangsfilters konnte eine weitere Schaltdiode vorgesehen sein. Der daraus resultierende erhöhte Schaltungsaufwand wird durch die Einsparung eines Filters mehr als kompensiert.
Sollten die Frequenzbander der beiden Signalpfade zu weit auseinander liegen, so daß sich die beiden Anpaßnetzwerke 2 und 6 nicht oder nur mit erheblichem Aufwand durch eine gemeinsame Filterschaltung realisieren lassen, kann auch nur eines der beiden Anpaßnetzwerke 2 und 6 durch eine geeignete Anpaßschaltung 29 (vgl. Fig. 3) verstimmt werden, um nur den Durchlaßbereich dieses Anpaßnetzwerks entsprechend zu verstimmen, wahrend der Durchlaßbereich des anderen Anpaßnetz- werks konstant bleibt.
Für Trippleband-Anwendungen muß entsprechend e dritter Sende- und Empfangssignalpfad für das dritten Frequenzband vorgesehen und mit dem Antennenanschluß 4 gekoppelt werden.
Wie m Fig. 3 anhand einer Abwandlung des m Fig. 1 gezeigten Ausfuhrungsbeispiels dargestellt ist, kann den Sendeweg em Leistungs- oder Richtkoppler 15 integriert werden, der insbesondere auf dem Gebiet der Mobilfunktechnik ublicherwei- se zur Leistungsdetektion m Kombination mit einem entsprechenden Regelkreis zur Regelung der Sendeleistung verwendet wird. Über den mit einem Abflußwiderstand R2 verbundenen Leistungskoppler 15 wird eine von der augenblicklichen Sendeleistung abhangige Meßgroße erfaßt und einem Regelkreis 16 zu- gefuhrt. Der Regelkreis 16 umfaßt m der Regel einen Hullkur- vendetektor, der eine der gleichgerichteten HF-Sendefrequenz entsprechende Spannung generiert und einem Regler zuf hrt. Der Regler, welcher üblicherweise m Form eines Differenzver- starkers ausgebildet ist, vergleicht den auf diese Weise er- mittelten Istwert der von der Sendeleistung abhangigen Meßgroße mit einem vorgegebenen Sollwert und erzeugt abhangig von dem Ergebnis dieses Vergleichs eine Stellgroße, welche auf einen dem jeweiligen Sender zugeordneten Leistungsver- starker einwirkt, um die von diesem Sender erzeugte Sendelei- stung entsprechend einzustellen. Wie m Fig. 3 gezeigt ist, kann nicht nur der Leistungskoppler 15, sondern der gesamte Regelkreis 16 m die Schaltung des Antennenschalters integriert werden, wobei der Leistungskoppler 15 vorzugsweise der Kathode der Schaltdiode 12 m Senderichtung nachgeschaltet Als weiterer Schritt ist auch denkbar, die gesamte Endstufe des jeweiligen Kommunikationsgerats m den Antennenschalter zu integrieren, wobei zu diesem Zweck Verstarker und Filter, w e sie den Sende- bzw. Empfangssignalpfaden üblicher End- stufen verwendet werden, den Antennenschalter einbezogen werden, so daß durch diese Integrationsmaßnahmen dem Anwender eine ideale Endstufe zur Verfugung steht.

Claims

Patentansprüche
1. Antennenschaltvorrichtung für Mehrband- Kommunikationsgerate, mit einem Antennenanschluß (4) für den Anschluß einer Antenne, mit einem ersten Empfangssignalpfad (1-3) für em über eine Antenne m einem ersten Frequenzband empfangenes Signal, mit einem zweiten Empfangssignalpfad (5-7) für em über die Antenne m einem zweiten Frequenzband empfangenes Signal, mit einem ersten Sendesignalpfad (10,11) für em über die Antenne m dem ersten Frequenzband zu sendendes Signal, und m t einem zweiten Sendesignalpfad (8,9) für em über die Antenne m dem zweiten Frequenzband zu sendendes Signal, und mit Schaltmitteln (12) zum wahlweise Aktivieren des ersten Empfangssignalpfads (1-3), des ersten Sendesignalpfads (10,11), des zweiten Empfangssignalpfads (5-7) und des zweiten Sendesignalpfads (δ,9), d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Schaltmittel em über einen Steueranschluß (14) ansteuerbares Schaltelement (12) umfassen, wobei das Schaltelement (12) zwischen einerseits dem ersten und zweiten Sendesignalpfad (10, 11; 8, 9) und andererseits dem ersten und zweiten Empfangssignalpfad (1-3; 5-7) angeordnet ist.
2. Antennenschaltvorrichtung nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß das Schaltelement (12) durch eine Diode gebildet ist, welche mit ihrem einen Anschluß sowohl mit dem ersten und zweiten Sendesignalpfad (10, 11; 8, 9) und mit ihrem anderen Anschluß sowohl mit dem ersten und zweiten Empfangssignalpfad (1-3; 5-7) verbunden ist.
3. Antennenschaltvorrichtung nach Anspruch 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Diode (12) mit ihrer Anode sowohl mit dem ersten und zweiten Sendesignalpfad (10, 11; 8, 9) und mit ihrer Kathode so- wohl mit dem ersten und zweiten Empfangssignalpfad (1-3; 5-7) verbunden ist.
. Antennenschaltvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß mit dem Antennenanschluß (4) eine Diplexerschaltung (3,5) verbunden ist, wobei em erster Teil (3) der Diplexerschaltung m dem ersten Empfangssignalpfad (1-3) angeordnet ist, wahrend em zweiter Teil (5) der Diplexerschaltung m dem zweiten Empfangssignalpfad (5-7) angeordnet ist.
5. Antennenschaltvorrichtung nach Anspruch 4, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß der erste Empfangssignalpfad (1-3), der zweite Empfangssignalpfad (5-7), der erste Sendesignalpfad (10,11) und der zweite Sendesignalpfad (8,9) jeweils eine Anpaßtllterschal- tung (2; 6; 9; 10) enthalten, und daß das Schaltelement (12) mit einem Anschluß einerseits an eine Verbindung zwischen der Anpaßtllterschaltung (2) des ersten Empfangssignalpfads und dem ersten Teil (3) der Diplexerschaltung und andererseits an eine Verbindung zwischen der Anpaßfilterschaltung (6) des zweiten Empfangssignalpfads und dem zweiten Teil (5) der Diplexerschaltung angeschlossen ist, und daß das Schaltelement (12) mit einem anderen Anschluß an eine Verbindung zwischen der Anpaßtllterschaltung (10) des ersten Sendesignalpfads und der Anpaßtllterschaltung (9) des zweiten Sendesignalpfads angeschlossen ist.
6. Antennenschaltvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß eine Steuereinrichtung (29) zum Umschalten des Durchlaß- frequenzbereichs der Anpaßfilterschaltung (2) des ersten Empfangssignalpfads (1-3) und/oder der Anpaßfilterschaltung (6) des zweiten Empfangssignalpfads (5-7) zwischen verschiedenen Frequenzbandern vorgesehen ist.
7. Antennenschaltvorrichtung nach Anspruch 6, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Anpaßfilterschaltung (2) des ersten Empfangssignalpfads (1-3) und die Anpaßtllterschaltung (6) des zweiten E p- fangssignalpfads (5-7) durch eine gemeinsame Filterschaltung realisiert sind, deren Durchlaßfrequenzbereich von der Steu- eremrichtung (29) zwischen verschiedenen Freσuenzbandern umschaltbar ist.
8. Antennenschaltvorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß mindestens e weiterer Sendesignalpfad und mindestens em weiterer Empfangssignalpfad für e über die Antenne m einem weiteren Frequenzband zu sendendes bzw. empfangenes Signal vorgesehen ist.
9. Antennenschaltvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß mit den Sendesignalpfaden (8, 9; 10, 11) Leistungsdetektor- mittel (15) zum Erfassen einer von der jeweils augenblickli- chen Sendeleistung abhangigen Meßgroße gekoppelt ist, wobei die von den Leistungsdetektormitteln (15) erfaßte Meßgroße einem Regelkreis (16) zum Regeln der jeweiligen Sendeleistung zuzuführen ist.
10. Antennenschaltvorrichtung nach Anspruch 9, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Leistungsdetektormittel einen m Serie mit dem Schaltelement (12) geschalteten Leistungskoppler (15) umfassen.
11. Antennenschaltvorrichtung nach Anspruch 9 oder 10, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß auch der Regelkreis (16) m die Antennenschaltvorrichtung integriert ist.
12. Antennenschaltvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß m die Antennenschaltvorrichtung Verstarker und/oder Filter für die Empfangssignalpfade (1-3; 5-7) und/oder Sendesi- gnalpfade (10,11; 8,9) sind.
13. Verwendung einer Antennenschaltvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche m einem Mehrband-Mobil funkgerat .
14. Verwendung nach Anspruch 13, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß das erste Frequenzband dem E-GSM900-Frequenzband und das zweite Frequenzband dem GSMlδOO-Frequenzband entspricht.
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