(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の入力端子から入力された信号と第２の入力端子から入力された信号とを合成する合成器と、この合成器からアンテナ端子への経路とこのアンテナ端子から出力端子への経路とを切り替えるスイッチ回路とを備え、
前記スイッチ回路は、前記第１の入力端子と前記合成器との間に直列に接続された第１のスイッチと、前記第２の入力端子と前記合成器との間に直列に接続された第２のスイッチと、経路の分岐点と前記出力端子との間にシャントに接地接続された第３のスイッチとから構成され、
前記合成器は、前記第１の入力端子からの信号経路として、シャントに接地接続されたキャパシタＣ３及びシャントに接地接続されたキャパシタＣ５及び前記キャパシタＣ３と前記キャパシタＣ５との間に接続されたインダクタＬ１からなると共に前記第１の入力端子からの信号を略９０度移相するΠ型回路と、前記第２の入力端子からの信号経路として、シャントに接地接続されたキャパシタＣ４及び前記キャパシタＣ５及び前記キャパシタＣ４と前記キャパシタＣ５との間に接続されたインダクタＬ２からなると共に前記第２の入力端子からの信号を略９０度移相するΠ型回路と、前記インダクタＬ１と前記インダクタＬ２の入力側同士を接続した抵抗Ｒ１とで構成され、
前記第３のスイッチと前記経路の分岐点との間には、シャントに接地接続されたキャパシタＣ７及びシャントに接地接続されたキャパシタＣ８及び前記キャパシタＣ７と前記キャパシタＣ８との間に接続されたインダクタＬ４からなると共に前記第１の入力端子からの信号と前記第２の入力端子からの信号とを略９０度移相する第１の９０度移相器が接続され、
前記経路の分岐点と前記合成器との間にインダクタＬ３が接続され、
このインダクタＬ３と前記キャパシタＣ７と前記合成器とによって、前記第１のスイッチと前記経路の分岐点との間もしくは前記第２のスイッチと前記経路の分岐点との間において前記アンテナ端子からの信号を略１８０度移相するアンテナスイッチ共用器。
【請求項２】
前記第１、第２、第３のスイッチはダイオードで構成された請求項１に記載のアンテナスイッチ共用器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、主としてＰＨＳ等の移動体通信用基地局に用いられるアンテナスイッチ共用器に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の移動体通信用のアンテナスイッチは、特開平７−７９１７３号公報に開示されている。その回路構成は図５に示すように、入力端子１５、アンテナ端子１６および出力端子１７を有し、入力端子１５からアンテナ端子１６までの経路とアンテナ端子１６から出力端子１７までの経路とをスイッチ回路１８により切り替える構成としていた。そして、入力端子１５を送信経路に、アンテナ端子１６をアンテナに、出力端子１７を受信経路に接続し、制御端子１９ａ，１９ｂに印加する電圧によってスイッチ回路１８を切り替えて、送信時には送信経路とアンテナとを、受信時にはアンテナと受信経路とを接続するしくみとなっていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
近年移動体通信の使用者の増大につれて、１つの基地局に２つの送信経路を設けて許容チャンネル数を２倍に増やす試みが実施されつつある。この場合、従来のアンテナスイッチでは、２つの送信信号を合成した後に入力端子１５に入力する必要があった。さらに、システム的にそれぞれの送信経路の接続／非接続を切り替える機能が必要となるため、そのためのスイッチを別途外部に設けなければならず、基地局全体としてのスイッチ回路が複雑となるとともに制御も煩雑となるといった課題があった。
【０００４】
本発明は、各送信経路の接続／非接続スイッチをアンテナスイッチ共用器の送受信切り替えスイッチと一体化することにより、簡単な回路構成と簡便な制御動作を実現することを目的としている。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために本発明は、第１の入力端子と、第２の入力端子と、前記第１、第２の入力端子から入力された信号を合成する合成器と、アンテナ端子と、出力端子と、前記合成器から前記アンテナ端子への経路と前記アンテナ端子から前記出力端子への経路とを切り替えるスイッチ回路とを備え、前記スイッチ回路が、前記第１の入力端子と前記合成器との間に設けられた第１のスイッチと、前記第２の入力端子と前記合成器との間に設けられた第２のスイッチと、経路の分岐点と前記出力端子との間に設けられた第３のスイッチとから構成されたアンテナスイッチ共用器である。この構成によって、各送信経路の接続／非接続を制御する第１、第２のスイッチと合成器とをアンテナスイッチ共用器に取り込み、送受信切り替えスイッチ回路と一体化することができるため、簡単な回路構成と簡便な制御動作で２つの送信経路を有するアンテナスイッチ共用器を実現することができるものである。
【０００６】
【発明の実施の形態】
本発明の請求項１に記載の発明は、第１の入力端子と、第２の入力端子と、前記第１、第２の入力端子から入力された信号を合成する合成器と、アンテナ端子と、出力端子と、前記合成器から前記アンテナ端子への経路と前記アンテナ端子から前記出力端子への経路とを切り替えるスイッチ回路とを備え、前記スイッチ回路が、前記第１の入力端子と前記合成器との間に設けられた第１のスイッチと、前記第２の入力端子と前記合成器との間に設けられた第２のスイッチと、経路の分岐点と前記出力端子との間に設けられた第３のスイッチとから構成されたアンテナスイッチ共用器である。この構成によって、各送信経路の接続／非接続を制御する第１、第２のスイッチと合成器とをアンテナスイッチ共用器に取り込み、送受信切り替えスイッチ回路と一体化することができるため、簡単な回路構成と簡便な制御動作で２つの送信経路を有するアンテナスイッチ共用器を実現することができる。
【０００７】
さらに請求項２に記載の発明は、第１、第２のスイッチをそれぞれ信号経路に直列に接続したダイオードにより構成し、第３のスイッチを第１の９０度移相器と前記第１の９０度移相器の出力端子側とグランドとの間に接続したダイオードとにより構成した請求項１に記載のアンテナスイッチ共用器である。上記構成によって、各ダイオードスイッチのオン時の直流電流経路を同一方向とすることができるため、各送信経路の接続／非接続と送受信切り替えとの３つの動作を２つの制御端子で行うことが可能となり、簡単な回路構成と簡便な制御動作のアンテナスイッチ共用器を実現することができるものである。
【０００８】
また、請求項３に記載の発明は、合成器と経路の分岐点との間に第２の９０度移相器を設けた請求項１または請求項２に記載のアンテナスイッチ共用器である。上記構成によって、受信時に経路の分岐点から送信経路側を見たインピーダンスを開放状態とすることができ、アンテナから受信経路への信号の損失を最小にすることができる。
【０００９】
また、請求項４に記載の発明は、合成器を抵抗、キャパシタおよびインダクタにより構成したウイルキンソン型回路とし、第２の９０度移相器をキャパシタおよびインダクタにより構成したπ型回路とした請求項１から請求項３のいずれか一つに記載のアンテナスイッチ共用器である。上記構成によって、合成器および第２の９０度移相器が５素子の低域通過フィルタとしても機能することとなるため、特別な回路を付加することなく、簡単な回路で、送信経路から発せられる２倍、３倍の高調波信号を減衰させたアンテナスイッチ共用器を実現することができるものである。
【００１０】
また、請求項５に記載の発明は、第３のスイッチと出力端子との間に帯域通過フィルタを設けた請求項１から請求項３のいずれか一つに記載のアンテナスイッチ共用器である。上記構成により、受信信号から不要な周波数成分を減衰させたアンテナスイッチ共用器を実現することができるものである。
【００１１】
（実施の形態１）
以下、本発明の一実施形態を図面を用いて説明する。図１は本発明のアンテナスイッチ共用器を示した回路図である。図１において、１は第１の入力端子、２は第２の入力端子、３は第１のスイッチ、４は第２のスイッチ、５は合成器、６は第２の９０度移相器、７はアンテナ端子、８は第３のスイッチ、９は帯域通過フィルタ、１０は出力端子、１１は第１の制御端子、１２は第２の制御端子、１３は経路の分岐点、１４は第１の９０度移相器である。合成器５は、第１および第２の入力端子からの信号経路をそれぞれキャパシタＣ3，Ｃ5、インダクタＬ1およびキャパシタＣ4，Ｃ5、インダクタＬ2（Ｃ5は両者で共用）で構成されたπ型回路を介して接続するとともに、インダクタＬ1とインダクタＬ2の入力側同士を抵抗Ｒ1で接続していわゆるウイルキンソン型の回路を構成している。また第１の９０度移相器１４は、キャパシタＣ7，Ｃ8、インダクタＬ4によりπ型回路を構成している。さらに第２の９０度移相器６はキャパシタＣ5，Ｃ7、インダクタＬ3によりπ型回路を構成しているが、キャパシタＣ5は合成器５と共用しキャパシタＣ7は第１の９０度移相器と共用することができるため、回路的にはインダクタＬ3を経路に直列に接続するのみとなる。
【００１２】
第１のスイッチ３は、第１の入力端子１と合成器５との間に合成器５側を順方向として直列に接続されたＰＩＮダイオードによって構成され、第２のスイッチ４は、第２の入力端子２と合成器５との間に合成器５側を順方向として直列に接続されたＰＩＮダイオードによって構成されている。また、第３のスイッチ８は、経路の分岐点１３と出力端子１０との間に設けられ、第１の９０度移相器１４とその出力端子１０側とグランドとの間にグランド側を順方向に接続されたＰＩＮダイオードＤ1とにより構成されている。
【００１３】
上記の構成により、例えば第１の制御端子１１に電圧を印加すると第１のスイッチ３および第３のスイッチ８としてのＰＩＮダイオードに直流電流が流れて両者が導通状態となる。前述のごとく第１のスイッチ３としてのＰＩＮダイオードは信号経路に直列に接続されているため、このとき第１のスイッチ３は高周波的にオン状態となり、一方第３のスイッチ８としてのＰＩＮダイオードは第１の９０度移相器１４を介してグランドに接続されているため、このとき第３のスイッチ８は高周波的にオフ状態となる。以上の動作により第１の入力端子１からアンテナ端子７までの経路（以下第１の送信経路）が接続状態となる。逆に、第１の制御端子１１に電圧を印加しないかまたは負電圧を印加した場合は、第１のスイッチ３が高周波的にオフとなるため第１の送信経路は非接続状態となる。同様に第２の制御端子１２に印加する電圧によって第２の入力端子２からアンテナ端子７までの経路（以下第２の送信経路）の接続／非接続状態を制御することができる。さらに、第１の制御端子１１と第２の制御端子１２の双方に電圧を印加した場合には、第１、第２の送信経路が同時に接続状態となるが、合成器５により両方の経路はアイソレーションされており相互に影響をおよぼすことはない。そして、第１の制御端子１１と第２の制御端子１２の双方に電圧を印加しないかまたは負電圧を印加した場合には、全てのＰＩＮダイオードが非導通となり、高周波的に第１、第２のスイッチ３，４がオフとなり第３のスイッチ８がオンとなる。このために、第１、第２の送信経路が非接続となるとともにアンテナ端子７から出力端子１０までの経路（以下受信経路）が接続状態となる。
【００１４】
以上のように、この構成によって２つの制御端子１１および１２に印加する電圧により、第１、第２の送信経路の接続／非接続の制御を独立に行うとともに、送受信の切り替えも同時に行うことができるため、簡単な回路と簡便な制御で２送信経路を有したアンテナスイッチ共用器を実現することができるものである。
【００１５】
図２は合成器５、第２の９０度移相器６および第１の９０度移相器１４の回路構成を示した部分回路図である。合成器５は抵抗、キャパシタおよびインダクタによって構成されたいわゆるウイルキンソン型の回路であり、第１および第２の９０度移相器１４および６はそれぞれキャパシタおよびインダクタにより構成されたπ型の回路である。この構成により、それぞれの回路の接続点に信号経路とグランドとの間に接続されたキャパシタが形成されるため、それぞれを図中の点線で囲むように一つのキャパシタで形成することができ、回路を簡略化することができるものである。なお、第２の９０度移相器６の機能は、第１、第２のスイッチ３，４がオフ（すなわち受信経路接続）状態となった時に分岐点１３から合成器５側を見たインピーダンスを開放状態とするためのものであるが、それと同時に合成器５と第２の９０度移相器６とで５素子の低域通過フィルタが形成されるため、特別な回路を付加することなしに送信信号の２倍、３倍の高調波成分を抑圧することも可能となる。
【００１６】
帯域通過フィルタ９は、２素子の誘電体共振器を用いたフィルタであり、第３のスイッチ８と出力端子１０との間に設けられている。この帯域通過フィルタ９により、受信信号からイメージ周波数等の不要成分を減衰させることができる。
【００１７】
以下に、上記構成によって実現した１．９ＧＨｚ帯のＰＨＳ基地局用アンテナスイッチ共用器の特性について説明する。図３は第１の送信経路の通過特性を示した特性図である。図３において、太線は第１の送信経路と第２の送信経路を同時に接続状態にした場合、点線は第１の送信経路のみを接続状態にした場合、細線は両方の送信経路を非接続（すなわち受信経路を接続）とした場合である。合成器５の機能により第１の送信経路が接続の場合は第２の送信経路の接続／非接続にかかわらず通過帯域（Ｔｘ）の特性が確保されており、逆に非接続（受信経路接続）の場合には通過帯域（Ｔｘ）で３０ｄＢ以上のアイソレーションが得られることがわかる。また、ウイルキンソン型の合成器５とπ型の第２の９０度移相器６との低域通過フィルタ機能により２倍、３倍の高調波成分（２Ｔｘ，３Ｔｘ）が３０ｄＢ以上減衰していることもわかる。
【００１８】
図４は受信経路の通過特性を示した特性図である。図４において、太線は第１の送信経路と第２の送信経路を同時に接続状態にした場合、点線は第１の送信経路のみを接続状態にした場合、細線は両方の送信経路を非接続（すなわち受信経路を接続）とした場合である。第１、第２の送信経路が両方とも非接続の場合に受信経路が接続状態となって通過帯域（Ｒｘ）の特性が確保され、逆に第１、第２の送信経路が一つでも接続状態となると受信経路は非接続となり、通過帯域（Ｒｘ）で２５ｄＢ以上のアイソレーションが得られていることがわかる。また、帯域通過フィルタ９の機能により、受信経路接続時のイメージ帯域の減衰量が４０ｄＢ以上確保されていることがわかる。
【００１９】
以上の結果により、本発明のアンテナスイッチ共用器が簡単な回路構成と簡便な制御動作によりＰＨＳ基地局用として適切な機能と特性を実現していることがわかる。
【００２０】
なお、上記の実施形態では述べなかったが、基地局用のアンテナスイッチ共用器の場合、比較的大きな送信電力が印加されるため、２つの送信信号が合成されてスイッチに入力された場合にスイッチ回路の歪みにより相互変調を起こして他のチャンネルに妨害を与えることがある。しかしながら本例の構成では、第１、第２のスイッチ３，４は合成器５の手前に設けられており、合成器５からアンテナ端子７までの送信経路にはスイッチが存在しないため、上記の相互変調も発生し得ないといった利点もある。
【００２１】
なお、上記の実施の形態において説明した数値や構成は一例であり、本発明はこれらの数値や構成の細部に限定されるものではない。
【００２２】
【発明の効果】
以上のように本発明は、第１の入力端子と、第２の入力端子と、前記第１、第２の入力端子から入力された信号を合成する合成器と、アンテナ端子と、出力端子と、前記合成器から前記アンテナ端子への経路と前記アンテナ端子から前記出力端子への経路とを切り替えるスイッチ回路とを備え、前記スイッチ回路が、前記第１の入力端子と前記合成器との間に設けられた第１のスイッチと、前記第２の入力端子と前記合成器との間に設けられた第２のスイッチと、経路の分岐点と前記出力端子との間に設けられた第３のスイッチとから構成されたアンテナスイッチ共用器であり、各送信経路の接続／非接続を制御する第１、第２のスイッチと合成器とをアンテナスイッチ共用器に取り込み、送受信切り替えスイッチ回路と一体化することができるため、簡単な回路構成と簡便な制御動作で２つの送信経路を有するアンテナスイッチ共用器を実現することができるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のアンテナスイッチ共用器を示した回路図
【図２】同共用器の要部の部分回路図
【図３】第１の送信経路の通過特性を示した特性図
【図４】受信経路の通過特性を示した特性図
【図５】従来のアンテナスイッチ共用器を示した回路図
【符号の説明】
１  第１の入力端子
２  第２の入力端子
３  第１のスイッチ
４  第２のスイッチ
５  合成器
６  第２の９０度移相器
７  アンテナ端子
８  第３のスイッチ
９  帯域通過フィルタ
１０  出力端子
１１  第１の制御端子
１２  第２の制御端子
１３  分岐点
１４  第１の９０度移相器
【図１】
0003787904.tif 000002
【図２】
0003787904.tif 000003
【図３】
0003787904.tif 000004
【図４】
0003787904.tif 000005
【図５】
0003787904.tif 000006