(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
送信信号及び受信信号を送信・受信するアンテナと、
送信信号の経路に直列に配置された第１のダイオードによりアンテナへの送信信号をオン・オフする第１のスイッチと、
前記アンテナに接続され、アンテナからの受信信号を第１の周波数帯域の受信信号と第２の周波数帯域の受信信号とに分離する分波器と、
第１の周波数帯域の受信信号の経路に配置され、一端側が前記分波器と接続された第１の位相器と、第２の周波数帯域の受信信号の経路に配置され、一端側が前記分波器と接続された第２の位相器と、
前記第１の位相器の他端側を接地する第２のダイオードと、前記第２の位相器の他端側を接地する第３のダイオードによって、第１の周波数帯域の受信信号、及び第２の周波数帯域の受信信号をオン・オフする第２のスイッチを有し、
分波器のアンテナ側端子から第２のダイオードを介して接地までの経路の全位相は、第１の周波数帯域で略９０°であり、分波器の前記アンテナ側端子から第３のダイオードを介して接地までの経路の全位相は、第２の周波数帯域で略９０°であって、
送信時に第１〜第３のダイオードをオンし、受信時に第１〜第３のダイオードをオフすることを特徴とする送信・受信切り替え回路。
【請求項２】
前記第１及び第２の位相器が、特性インピーダンス線路、ＬＣ集中定数回路から選ばれる少なくとも１つであることを特徴とする請求項１に記載の送信・受信切り替え回路。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、デュアルバンド無線通信装置用送信・受信回路に関し、特に欧州のデュアルバンド携帯電話のアンテナ切り替え回路に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年の携帯電話の普及はめざましいものがあり、携帯端末機の機能の向上が図られている。その一つとして、一つの携帯端末機で二つの周波数帯での通話を可能とするデュアルバンド携帯電話が実用化されつつある。欧州では、無線周波数が異なる二つのシステム、900MHz帯のGSM（Global  System  for  Mobil  communications）と1.8GHz帯のDSC（Digital  Cellular  System）を一つのアンテナで送信・受信を行うデュアルバンド・ホンが実用化されている。
【０００３】
図１に、従来のデュアルバンド・ホンに使用されている送信・受信切り替え回路のブロック図を示す。送信・受信切り替え回路は、900MHz帯及び1.8GHz帯の送信信号及び受信信号を送信・受信するアンテナ１１，900MHz帯の送信信号及び受信信号を切り替えるスイッチ１２，1.8GHz帯の送信信号及び受信信号を切り替えるスイッチ１３，ならびに900MHz帯の送信・受信信号及び１.8GHz帯の送信・受信信号を分波・合成する分波器１４で構成される。図２に、図１に示した送信・受信切り替え回路の等価回路の一例を示す。この送信・受信切り替え回路では、900MHz帯及び1.8GHz帯の送信信号をオン・オフするダイオードがそれぞれ必要であり、例えば900MHz帯の送信・受信信号の切り替えスイッチ１２は送信信号をオン・オフするダイオード１２１と、900MHz帯の送信信号の周波数帯で凡そ９０度の位相差を持つ位相器１２２と、送信時にオンされ受信時オフされる受信側ダイオード１２３と、各々の前記ダイオード１２１，１２３に直流を印加する高周波チョーク回路１２４，１２５で構成されている。1.8GHz帯の送信・受信信号の切り替えスイッチ１３においても前記900MHz帯スイッチと同様に構成されている。また、送信・受信信号を分波・合成する分波器１４は、インダクタンス１４１とコンデンサ１４２からなる並列共振回路の後段に配置されるインダクタンス１４７、コンデンサ１４５，１４６からなるローパスフィルタ回路と、インダクタンス１４４とコンデンサ１４３からなる並列共振回路の後段に配置されるインダクタンス１４８，１４９、コンデンサ１５０からなるハイパスフィルタ回路とから構成されていた。
【０００４】
【本発明が解決しようとする課題】
従来の送信・受信信号の切り替え回路においては、前記のように送信信号をオン・オフするダイオードは各々一つ必要であり、又、分波器は900MHz帯の送信・受信信号及び1.8GHz帯の送信・受信信号を分波・合成するため、広帯域な伝送特性が要求されるため多くの回路素子を必要とし、送信・受信信号の切り替え回路の小型化が困難であった。
本発明は、このような問題点を解決し、小型の送信・受信信号の切り替え回路を提供することを目的とする。
【０００５】
【問題を解決するための手段】
本発明は、  送信信号及び受信信号を送信・受信するアンテナと、送信信号の経路に直列に配置された第１のダイオードによりアンテナへの送信信号をオン・オフする第１のスイッチと、前記アンテナに接続され、アンテナからの受信信号を第１の周波数帯域の受信信号と第２の周波数帯域の受信信号とに分離する分波器と、第１の周波数帯域の受信信号の経路に配置され、一端側が前記分波器と接続された第１の位相器と、第２の周波数帯域の受信信号の経路に配置され、一端側が前記分波器と接続された第２の位相器と、前記第１の位相器の他端側を接地する第２のダイオードと、前記第２の位相器の他端側を接地する第３のダイオードによって、第１の周波数帯域の受信信号、及び第２の周波数帯域の受信信号をオン・オフする第２のスイッチを有し、分波器のアンテナ側端子から第２のダイオードを介して接地までの経路の全位相は、第１の周波数帯域で略９０°であり、分波器の前記アンテナ側端子から第３のダイオードを介して接地までの経路の全位相は、第２の周波数帯域で略９０°であって、送信時に第１〜第３のダイオードをオンし、受信時に第１〜第３のダイオードをオフする送信・受信切り替え回路である。
本発明において、前記第１及び第２の位相器を、特性インピーダンス線路、ＬＣ集中定数回路から選ばれる少なくとも１つとするのが好ましい。
【０００６】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明に係る送信・受信切り替え回路を説明する。
図３に、本発明に係わる送信・受信切り替え回路の一実施例のブロック図を示す。
送信・受信切り替え回路３０は、送信信号及び受信信号を送信・受信するアンテナ３１、前記アンテナへ送信信号をオン・オフする第１のスイッチ３２，アンテナからの受信信号を第１の周波数帯域の受信信号と第２の周波数帯域の受信信号に分波する分波器３３，第１の周波数帯域の受信信号に対応した第１の位相器３４及び、第２の周波数帯域の受信信号に対応する第２の位相器３５、ならびに第１の周波数帯域の受信信号及び、第２の周波数帯域の受信信号をオン・オフする第２のスイッチ３６で構成される。
そして、第１のスイッチ３２及び分波器３３の第１の端子３２１、３３１がアンテナ３１に、分波器の第２の端子３３２が第１の位相器３４の第１の端子３４１に、分波器の第３の端子３３３が第２の位相器３５の第１の端子３５１に、第１の位相器３４の第２の端子３４２が第２のスイッチ３６の第１の端子３６１に、第２の位相器３５の第２の端子３５２が第２のスイッチ３６の第２の端子３６２にそれぞれ接続されている。第２のスイッチ３６の第３及び第４の端子３６３，３６４は、後段に配置される第１の周波数帯域の第１の受信フィルター３８，第２の周波数帯域の受信フィルター３９に、それぞれ接続される。
【０００７】
図４に、図３の送信・受信切り替え回路３０の一例の等価回路図を示す。
アンテナ３１からの受信信号を第１の周波数帯域及び第２の周波数帯域に分波する分波器３３はインダクタンス４３１〜４３３及びコンデンサ５３１〜５３３で構成され、第１の周波数帯域の受信信号が通過する第１及び第２の端子３３１，３３２間にインダクタンス４３１及びコンデンサ５３１とからなる共振回路、ならびに接地されたインダクタンス４３３が接続され、、第２の周波数帯域の受信信号が通過する第１及び第３の端子３３１、３３３間にインダクタンス４３２及びコンデンサ５３２からなる並列共振回路、並びに接地されたコンデンサ５３３が接続される。このとき、インダクタンス４３１及びコンデンサ５３１は第２の周波数帯域で共振し、インダクタンス４３２及びコンデンサ５３２は第１の周波数帯域で共振する定数を持つ。
第１及び第２の位相器３４，３５は特性インピーダンス線路で構成される。特性インピーダンス線路は通常５０Ωマイクロストリップラインが使用される。
第１のスイッチ３２はダイオード７０１、インダクタンス４２１，４２２、コンデンサ５２１〜５２３及び抵抗８２１、８２２で構成され、第１及び第２の端子３２１，３２２間にコンデンサ５２２、ダイオード７０１、コンデンサ５２３の順番に接続され、ダイオード７０１のカソード端子とコンデンサ５２２の接続点はインダクンス４２１及び抵抗８２１を介して接地され、ダイオード７０１のアノード端子とコンデンサ５２３の接続点はインダクタンス４２２及びコンデンサ５２１を介して接地される。このとき、インダクタンス４２２とコンデンサ５２１との接続点にはダイオード７０１のオン・オフを制御するための制御端子ＶＣ１が接続される。
第２のスイッチ３６はダイオード７０２，７０３、インダクタンス４６１，４６２、コンデンサ５６１〜５６５及び抵抗８６１、８６２で構成され、第１の周波数帯域の受信信号が通過する第１の端子３６１と第３の端子３６３との間にコンデンサ５６１、５６２が接続され、コンデンサ５６１とコンデンサ５６２との接続点はダイオード７０２を介して接地されるとともに、ダイオード７０２のオン・オフを制御するための制御端子ＶＣ２へインダクタンス４６１及び抵抗８６１を介して接続される。第２の周波数帯域の受信信号が通過する第２の端子３６２と第４の端子３６４との間にコンデンサ５６３，５６４が接続され、コンデンサ５６３と５６４との接続点は、ダイオード７０３を介して接地されるとともに、ダイオード７０３のオン・オフを制御するための制御端子ＶＣ２へインダクタンス４６２および抵抗８６２を介して接続される。
【０００８】
ここで、上記記載の送信・受信切り替え回路３０の動作について、第１及び第２の周波数帯域を1.8GHz（ＤＳＣ）及び900MHz（GSM）として説明する。
まず、受信の場合は、第１のスイッチ３２及び第２のスイッチ３６のダイオード７０１，７０２および７０３をオフ（ＶＣ１＝０Ｖ、ＶＣ２＝０Ｖ）にしておく。第１の周波数帯域の1.8GHz帯の受信信号は分波器３３の共振回路で分波され、分波器３３の第２の端子３３２へ出力される。この出力信号は、低損失なマイクロストリップ線路である第１の位相器を通過し第２のスイッチ３６の第１端子３６１へ現れる。第２のスイッチにおいてコンデンサ５６１及び５６２を十分に大きな容量を持つコンデンサ（例えば１００ｐＦ）をもちいることで、損失なく受信信号を第２のスイッチ３６の第３の端子３６３へと通過させる。一方、第２の周波数帯域の900MHz帯の受信信号も、分波器３３により分波され、第２のスイッチの第４の端子３６４へと通過していく。
送信時は、第１のスイッチ３２及び第２のスイッチ３６のダイオード７０１，７０２及び７０３をオン（ＶＣ１＝３Ｖ、ＶＣ２＝３Ｖ）にする。1.8GHz帯の第１の周波数帯域の送信信号が第１のスイッチ３２の第２の端子３２２へ入力すると、低損失で第１のスイッチ３２の第１の端子３２１へと通過し、アンテナ３１及び分波器３３の第１の端子３３１へと流れる。このとき、分波器３３のインダクタンス４３１及びコンデンサ５３１の共振回路、位相器３４及び第２のスイッチ３６のコンデンサ５６１の全位相を凡そ1.8GHz帯で９０度となるようにすることで、分波器３３の第１の端子３３１から受信フィルターをみたインピーダンスは高インピーダンスとなり分波器３３の第１の端子３３１へ流れてきた送信信号は全てアンテナへと流れる。
第２の周波数帯域の900MHz帯の送信信号においても、分波器３３のインダクタンス４３２及びコンデンサ５３２の共振回路、第２の位相器３５，及び第２のスイッチ３６のコンデンサ５６３の全位相を凡そ900MHz帯で９０度となるようにすることで、分波器３３の第１の端子３３１から受信フィルターをみたときのインピーダンスを高インピーダンスに出来、送信信号を受信フィルターへ流さないで、低損失にアンテナへと流せる。
【０００９】
【実施例】
前記図４に示した送信受信切り替え回路の伝送特性例を図５に、従来例の図２の切り替え回路の伝送特性例を図６に示す。
各々の回路素子の定数は、５２１＝１００ｐＦ、５２２＝１００ｐＦ、５２３＝１００ｐＦ、４２１＝６３ｎＨ、４２２＝６８ｎＨ、８２１＝３ＫΩ、８２２＝１ＫΩ、５３１＝３．５ｐＦ、５３２＝２ｐＦ、５３３＝１．５ｐＦ、４３１＝９ｎＨ、４３２＝４ｎＨ、４３３＝５ｎＨ、位相器３４は、1.8GHzで０．４波長となる５０Ωストリップライン、位相器３５は、900MHzで0.18波長となる５０Ωストリップライン、５６１＝１０ｐＦ、５６２＝１０ｐＦ、５６３＝１００ｐＦ、５６４＝１００ｐＦ、４６１＝３３ｎＨ，４６２＝６８ｎＨ、８６１＝１ＫΩ、８６２＝１ＫΩ、ダイオード７０１，７０２及び７０３はＰＩＮダイオードとした。
まず、送信信号の挿入損失は、従来の切り替え回路では900MHz帯及び1.8GHz帯で凡そ１ｄＢにあるのに対し、本発明による実施例では、900MHz帯及び1.8GHz帯の送信信号の挿入損失は凡そ０．５ｄＢである。これは、送信信号の挿入損失が、従来例では分波器の挿入損失を含むのに対し、本発明ではダイオードによる損失だけであるのによる。
送信信号の受信回路への挿入損失は、従来の切り替え回路は凡そ２５ｄＢ、本発明の実施例でも凡そ２５ｄＢと良好である。
次に受信信号のアンテナから受信フィルター間の挿入損失は、従来の切り替え回路では凡そ１ｄＢ、本発明の実施例も凡そ１ｄＢと良好である。
【００１０】
図７は、本発明に係る他の実施例の等価回路を示す。ここで第１及び第２の位相器３４，３５をＬＣの集中定数回路で構成し、受信スイッチ回路のダイオードをコンデンサを介して信号ラインに接続する構成とした。この場合であっても、低損失で小型の送信・受信切り替え回路を得ることができた。
【００１１】
【発明の効果】
本発明によれば、送信信号のスイッチを第１の送信信号と第２の送信信号との共用とすることが出来、共用とすることでスイッチをダイオード一つで構成でき、送信・受信切り替え回路を小型に出来る。さらには、送信・受信切り替え回路の分波器を受信信号の分波だけとすることで、送信信号の挿入損失を小さくでき、且つ、分波器を構成する回路素子数を削減できることにより送信・受信切り替え回路を小型に出来る。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来のデュアルバンド・ホンに使用されている送信・受信切り替え回路のブロック図である。
【図２】従来の送信・受信切り替え回路の等価回路図である。
【図３】本発明に係る送信・受信切り替え回路の一実施例のブロック図である。
【図４】本発明に係る送信・受信切り替え回路の等価回路図である。
【図５】本発明に係る等価回路の伝送特性例を示す図である。
【図６】従来例の切り替え回路の伝送特性例を示す図である。
【図７】本発明に係る他の実施例の等価回路図である。
【符号の説明】
３１  アンテナ
３２  第１のスイッチ
３３  分波器
３４、３５  位相器
３６  第２のスイッチ
【図１】
0004320691.tif 000002
【図２】
0004320691.tif 000003
【図３】
0004320691.tif 000004
【図４】
0004320691.tif 000005
【図５】
0004320691.tif 000006
【図６】
0004320691.tif 000007
【図７】
0004320691.tif 000008