(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
プリント基板と、前記プリント基板上に構成された送信回路及び受信回路と、アンテナが構成され、前記プリント基板上に搭載された直方体の誘電体ブロックとを備え、前記誘電体ブロックの表面に、前記アンテナとなる第一の帯状導体と、前記第一の帯状導体の長さ方向のほぼ中央から分岐する第二及び第三の帯状導体を形成し、前記第一の帯状導体の一方の端部に設けた第一の端子と、前記第一の帯状導体の他方の端部に設けた第四の端子と、前記第二の帯状導体の端部に設けた第二の端子と、前記第三の帯状導体の端部に設けた第三の端子とをそれぞれ前記誘電体ブロックの同一の側面に形成し、前記側面が前記プリント基板の面に垂直となる状態で前記誘電体ブロックを搭載し、前記第一の端子を前記プリント基板上に形成した接地導体に接続し、前記第二の端子を前記送信回路に接続し、前記第三の端子を前記受信回路に接続したことを特徴とする送受信機。
【請求項２】
前記第一乃至第三の帯状導体が前記誘電体ブロックを巻回するように、前記第一乃至第三の帯状導体を前記誘電体ブロックの四面にわたって形成したことを特徴とする請求項１記載の送受信機。
【請求項３】
前記第一の帯状導体の長さを送受信周波数に対応する波長のほぼ１／２とし、前記第二の帯状導体の長さを送信周波数に対応する波長のほぼ１／４とし、前記第二の伝送線路の長さを受信周波数に対する波長のほぼ１／４としたことを特徴とする請求項１又は２に記載の送受信機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は送信周波数と受信受信周波数とが同じで、アンテナを共有するデータ伝送用などの送受信機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図７は従来の送受信機の構成を示し、送信回路３１と受信回路３２とがアンテナ切替回路３３を介してアンテナ３４に接続される。アンテナ切替回路３３は送信回路３１及び受信回路３２と共にプリント基板（図示せず）上に構成される。
【０００３】
アンテナ切替回路３３は、基本的には、送受信周波数に対して１／４波長の長さの伝送線路３３ａと二つのスイッチダイオード３３ｂ、３３ｃを有している。伝送線路３ａはプリント基板上に被着された導体によって形成されている。伝送線路３３ａの一端と第一のスイッチダイオード３３ｂのカソードとが互いに接続され、その接続点がアンテナ３４に接続される。また、伝送線路３３ａの他端に第二のスイッチダイオード３３ｃのアノードが接続され、そのカソードが接地される。そして、送信回路３１の出力端が第一のスイッチダイオード３３ｂのアノードに接続され、受信回路３２の入力端が伝送線路３３ａの他端に接続される。
【０００４】
そして、送信時には第一のスイッチダイオード３３ｂのアノードにチョークインダクタ３３ｄを介して送信または受信の切り替え電圧を印加する。すると、第一のスイッチダイオード３３ｂと第二のスイッチダイオード３３ｃが導通する。この状態で、送信回路３１から出力された送信信号が第一のスイッチダイオード３３ｂを通過してアンテナ３４に出力される。このとき、第二のスイッチダイオード３３ｃも導通しているので、伝送線路３３ａ側に入力された送信信号は第二のスイッチダイオード３３ｃによって全反射され、受信回路３２には入力されない。
【０００５】
一方、受信時には第一のスイッチダイオード３３ｂのアノードに切り替え電圧を印加しない。すると、第一のスイッチダイオード３３ｂと第二のスイッチダイオード３３ｃとが非導通となる。従って、アンテナ３４で受信された信号は送信回路３１に入力されることなく伝送線路３３ａを経由して受信回路３２に入力される。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
従来の送受信機では、アンテナ切替回路３３は二個のスイッチダイオードを使用し、また切り替え電圧を印加するためのチョークインダクタを必要とする。そのため、プリント基板にはこれら部品を配置するためのスペースを確保しなければならず、プリント基板が大きくなり、小型化が図れなかった。
また、使用部品数が多いので、その分コスト高になっていた
【０００７】
そこで、本発明の送受信機は、アンテナ切り替えのための部品点数を少なくしてコスト低減を図ると共に受信回路及び送信回路を構成するプリント基板のスペースを少なくして小型化を図ることを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決する手段として、本発明の送受信機は、プリント基板と、前記プリント基板上に構成された送信回路及び受信回路と、アンテナが構成され、前記プリント基板上に搭載された直方体の誘電体ブロックとを備え、前記誘電体ブロックの表面に、前記アンテナとなる第一の帯状導体と、前記第一の帯状導体の長さ方向のほぼ中央から分岐する第二及び第三の帯状導体を形成し、前記第一の帯状導体の一方の端部に設けた第一の端子と、前記第一の帯状導体の他方の端部に設けた第四の端子と、前記第二の帯状導体の端部に設けた第二の端子と、前記第三の帯状導体の端部に設けた第三の端子とをそれぞれ前記誘電体ブロックの同一の側面に形成し、前記側面が前記プリント基板の面に垂直となる状態で前記誘電体ブロックを搭載し、前記第一の端子を前記プリント基板上に形成した接地導体に接続し、前記第二の端子を前記送信回路に接続し、前記第三の端子を前記受信回路に接続した。
【０００９】
また、本発明の送受信機は、前記第一乃至第三の帯状導体が前記誘電体ブロックを巻回するように、前記第一乃至第三の帯状導体を前記誘電体ブロックの四面にわたって形成した。
【００１１】
また、本発明の送受信機は、前記第一の帯状導体の長さを送受信周波数に対応する波長のほぼ１／２とし、前記第二の帯状導体の長さを送信周波数に対応する波長のほぼ１／４とし、前記第二の伝送線路の長さを受信周波数に対する波長のほぼ１／４とした。
【００１３】
【発明の実施の形態】
図１は本発明の送受信機のブロック回路構成を示す。図１において、アンテナ１には第一の伝送線路２と第二の伝送線路３とが接続され、送信回路４は第一の伝送線路２を直列に介してアンテナ１に接続され、受信回路５は第二の伝送線路３を直列に介してアンテナに接続される。
【００１４】
送信回路４及び受信回路５はプリント基板（図５の２０参照）上に構成される。また、第一の伝送回路２及び第二の伝送線路３は、例えば、プリント基板上に被着された導体によって形成される。そして、第一の伝送線路２の長さは送信周波数の波長のほぼ１／４に設定され、第二の伝送線路３の長さは受信周波数の波長のほぼ１／４に設定される。従って、受信周波数と送信周波数とが同じであればそれらの長さは等しくなる。
【００１５】
アンテナ１は通常１／２波長または１／４波長の長さの線路で構成され、インピーダンスはその長さによって異なり、例えば、１／２波長であればおよそ７３オーム、１／４波長であれば半分の３６オームとなる。また、一般に、回路系（受信回路４、送信回路５等）の入力または出力インピーダンスは５０オームで設計されている。そこで、Ｚｉ＝（Ｚ0×Ｒ）1/2となることから、第一の伝送線路４と第二の伝送線路５との特性インピーダンスを適宜に設定することによってアンテナ１のインピーダンスと送信回路４の出力インピーダンスとを整合させることができ、同様に、アンテナ１のインピーダンスと受信回路５の入力インピーダンスとを整合させることができる。（ただし、上記の式でＺｉｎはアンテナ１と伝送線路２、３との接続点から送信回路４または受信回路５側をみたインピーダンス、Ｚ0は伝送線路２、３の特性インピーダンス、Ｒは送信回路４の出力インピーダンスまたは受信回路５の入力インピーダンスである。）
【００１６】
そして、受信時には、アンテナ１で受信した受信信号は第二の伝送線路３を介して受信回路５に入力されるが、受信信号は第一の伝送線路２へも分岐され、それが送信回路４の出力端に入力される。その結果、受信回路５の入力端では受信信号が若干（ほぼ３ｄＢ）低下すが実用上は問題が無い。また、送信回路４においては、受信信号はその出力端に入力されるので特に問題がないが、受信時には送信回路４への電源電圧の供給が停止状態になっているので全く問題は生じない。
【００１７】
なお、受信回路５に入力される受信信号のレベル低下が問題になるのであれば、図２に示すように、第一の伝送線路２と送信回路４との接続点を第一のスイッチダイオード６によってグランドに接続し、受信時にこのスイッチダイオード６をオンさせ、送信時にオフさせるようにすれば、送信回路４に入力される受信信号は全反射されるので、受信回路５の入力端でのレベル低下を防ぐことができる。
【００１８】
一方、送信時には、送信回路４から出力された送信信号が第一の伝送線路２を介してアンテナ１に入力される。この際、送信信号の一部が第二の伝送線路３側に分岐されて、それが受信回路５に入力されるが、送信時には受信回路５へ供給する電源電圧が供給停止となっているので受信回路５において問題を生じることはない。また、第二の伝送線路３に分岐することで、アンテナ１から放射する送信パワーが若干（ほぼ３ｄＢ）低下するがほとんど問題になることはないが、送信回路４の出力パワーを高めることで出力低下に対応できる。あるいは、図３に示すように、第二の伝送線路３と受信回路５との接続点とグランドとの間に第二のスイッチダイオード７を接続し、送信時にこのスイッチダイオード６をオンさせ、受信時にオフさせるようにすれば、受信回路５の入力端で送信信号が全反射し、出力パワーの低下が防げる。
【００１９】
図４は本発明の送受信機に使用するアンテナ１と第一の伝送線路２と第二の伝送線路３とを誘電体ブロック上に形成して一つのブロック部品として構成したアンテナブロック１０の斜視図である。
【００２０】
図４において、直方体状または平板状の誘電体ブロック１１は誘電損失の少ないセラミックからなってる。そして、誘電体ブロック１１の上面１１ａ、対向する側面１１ｂ、１１ｃ、下面１１ｄの四面にわたって、誘電体ブロック１１を巻回するように銀ペーストを印刷することによって帯状の第一の導体（第一の帯状導体）１２と帯状の第二の導体（第二の帯状導体）１３と帯状の第三の導体（第三の帯状導体）１４とが形成される。第一の帯状導体１２の長さは送受信周波数のほぼ１／２波長の長さに設定され、アンテナ１を構成する。
【００２１】
また、第二の帯状導体１３と第三の帯状導体１４とは、第一の帯状導体１２の長さ方向のほぼ中央から分岐して形成され、それらの長さは送受信周波数のほぼ１／４波長の長さに設定され、第二の帯状導体１３が第一の伝送線路２を構成し、第三の帯状導体１４が第二の伝送線路３を構成する。
【００２２】
そして、第一の帯状導体１２の一方の端部に接続された第一の端子１２ａと、第二の帯状導体１３の端部に接続された第二の端子１３ａと、第三の帯状導体１４の端部に接続された第三の端子１４ａとが側面１１ｂに形成される。
【００２３】
以上のように構成されたアンテナブロック１０は、図５に示すように、送信回路４及び受信回路５が構成されるプリント基板２０上に載置される。
そして、送信回路４を第二の端子１３ａに接続することによって第一の伝送線路２と接続され、受信回路５を第三の端子１４ａに接続することによって第二の伝送線路３と接続される。
また、第一の端子１２ａはプリント基板１０上に形成された接地導体（図示せず）に接続される。  従って、プリント基板２０上には送信回路４と受信回路５との以外にはアンテナブロック１０のみを搭載するだけでよい。
また、アンテナ１、第一の電送線路２、第二の電送線路３が誘電体ブロック１１の表面に設けるので、誘電体ブロック１１が小さくても必要とする長さが得られ、小型化が図れ、組立作業も簡単になる。
【００２４】
まお、第一の帯状導体１２の他方の端部に接続された第四の端子１２ｂを誘電体ブロック１１の側面１１に設けておき、第四の端子１２ｂを終端コンデンサ１２ｃによって接地導体に接続すれば（図６参照）、第一の帯状導体１２の長さを短縮できる。
【００２５】
【発明の効果】
以上のように、本発明の送受信機は、誘電体ブロックの表面に、アンテナとなる第一の帯状導体と、第一の帯状導体の長さ方向のほぼ中央から分岐する第二及び第三の帯状導体を形成し、第一の帯状導体の一方の端部に設けた第一の端子と、第一の帯状導体の他方の端部に設けた第四の端子と、第二の帯状導体の端部に設けた第二の端子と、第三の帯状導体の端部に設けた第三の端子とをそれぞれ誘電体ブロックの同一の側面に形成し、側面がプリント基板の面に垂直となる状態で誘電体ブロックを搭載し、第一の端子をプリント基板上に形成した接地導体に接続し、第二の端子を送信回路に接続し、第三の端子を受信回路に接続したので、第二の帯状導体の端部と第三の帯状導体の端部とをそれぞれ誘電体ブロックの側面で第二の端子と第三の端子とすることができ、送信回路と第二の端子との接続及び受信回路と第三の端子との接続がし易くなり、送信回路及び受信回路がそれぞれ第二の帯状導体及び第三の帯状導体を介してアンテナに接続でき、第二の帯状導体及び第三の帯状導体を伝送線路とすることができる。従って、コンパクトな構成で小型化が図れ、コストも下げられる。また、組立作業も簡素になる。
【００２６】
また、本発明の送受信機は、第一乃至第三の帯状導体が誘電体ブロックを巻回するように、第一乃至第三の帯状導体を誘電体ブロックの四面にわたって形成したので、誘電体ブロックを小型にしても第一乃至第三の帯状導体の必要な長さを確保できる。
【００２８】
また、本発明の送受信機は、第一の帯状導体の長さを送受信周波数に対応する波長のほぼ１／２とし、第二の帯状導体の長さを送信周波数に対応する波長のほぼ１／４とし、第二の伝送線路の長さを受信周波数に対する波長のほぼ１／４としたので、アンテナと送信回路及び受信回路との間にアンテナ切替回路を設けなくても送信と受信が可能となり部品点数を減らしてコスト低減ができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の送受信機の構成を示すブロック構成図である。
【図２】本発明の送受信機の他の構成を示すブロック構成図である。
【図３】本発明の送受信機のさらに他の構成を示すブロック構成図である。
【図４】本発明の送受信機に使用するアンテナブロックの構成を示す斜視図である。
【図５】本発明の送受信機の組立状態を示す斜視図である。
【図６】本発明の送受信機に使用するアンテナブロックの等価回路図である。
【図７】従来の送受信機の構成を示すブロック構成図である。
【符号の説明】
１  アンテナ
２  第一の伝送線路
３  第二の伝送線路
４  送信回路
５  受信回路
６  第一のスイッチダイオード
７  第二のスイッチダイオード
１０  アンテナブロック
１１  誘電体ブロック
１１ａ  上面
１１ｂ、１１ｃ  側面
１１ｄ  下面
１２  第一の帯状導体
１２ａ  第一の端子
１２ｂ  第四の端子
１２ｃ  終端コンデンサ
１３  第二の帯状導体
１３ａ  第二の端子
１４  第三の帯状導体
１４ａ  第三の端子
２０  プリント基板
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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