專利名稱：雙頻帶天線共用器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及在移動無線通信機(jī)中使用的天線共用器，特別涉及與帶有兩個不同頻率的通信系統(tǒng)對應(yīng)的雙頻帶天線共用器。
已知在發(fā)射機(jī)和接收機(jī)中共用一個天線的裝置。將這種裝置稱為發(fā)射接收共用器、發(fā)射接收轉(zhuǎn)換器、天線共用器或天線收發(fā)轉(zhuǎn)換開關(guān)。
天線收發(fā)轉(zhuǎn)換開關(guān)由與發(fā)射電路連接的發(fā)射側(cè)濾波器和與接收電路連接的接收側(cè)濾波器組成，將前者的濾波器輸出端子和后者的濾波器輸入端子共同與天線端子連接。一般來說，發(fā)射側(cè)濾波器要求低插入損失，由帶阻濾波器構(gòu)成，所說的帶阻濾波器在接收頻帶具有阻塞衰減量，同時具有用以除去2倍、3倍的高諧波分量的衰減量。帶阻濾波器大多由電介質(zhì)諧振器、線圈和電容器構(gòu)成。
此外，由帶通濾波器構(gòu)成接收側(cè)濾波器，所說的帶通濾波器在發(fā)射頻帶具有阻塞衰減量同時具有用以除去本振頻率、鏡象頻率中的寄生頻率。帶通濾波器大多由電介質(zhì)諧振器、線圈和電容器構(gòu)成。
為了與不同頻率形式的通信系統(tǒng)對應(yīng)，即與雙頻帶系統(tǒng)對應(yīng)，可采用配有兩個發(fā)射接收電路的移動式無線機(jī)。這種情況下，為了把各自的發(fā)射接收電路與天線端子連接，必須有分別與兩個發(fā)射接收電路連接的兩個天線收發(fā)轉(zhuǎn)換開關(guān)和使這兩個天線收發(fā)轉(zhuǎn)換開關(guān)交替地與天線端子連接的開關(guān)。
圖7表示這種以往的雙頻帶天線共用器的結(jié)構(gòu)。參照圖7，第一通信系統(tǒng)的發(fā)射接收電路的天線共用器即天線收發(fā)轉(zhuǎn)換開關(guān)51的天線連接端子52和與第二系統(tǒng)對應(yīng)的天線收發(fā)轉(zhuǎn)換開關(guān)53的天線連接端子54分別與開關(guān)55固定端子57a和57b連接。開關(guān)接點55有隨著與固定端子57a和57b有選擇地連接而與天線端子58連接的共用端子56，在利用第一系統(tǒng)的情況下，開關(guān)55可進(jìn)行切換，以便共用端子56與固定端子57a連接。同樣，在使用第二系統(tǒng)的情況下，可進(jìn)行切換，以便開關(guān)55的端子56與端子57b連接。
而且，符號59、61是兩個發(fā)射接收電路各自的發(fā)射側(cè)端子，而符號60、62是接收側(cè)端子。
由PIN二極管和MMIC等構(gòu)成開關(guān)55，按ON/OFF進(jìn)行3V/5mA左右的電源供給切換。在使兩個系統(tǒng)等待接收接受信號中，必須按某個時序交替地持續(xù)切換開關(guān)。
圖8是表示一般的天線共用器的頻率特性的圖。圖8中，曲線71表示發(fā)射側(cè)的頻率特性，而曲線72表示接收側(cè)的頻率特性。
在以往的雙頻帶天線共用器中，存在因使用兩個單頻帶天線共用器而使形狀變大的問題。
此外，為了防止接收信號的串入，如果使用增大阻塞帶寬中衰減量的帶阻濾波器，那么插入損失變大，如果要確保必要的發(fā)射功率，那么存在因功率放大器中的消耗功率增大而使電池壽命變短的問題。
而且，一般來說，利用電源供給的ON/OFF切換開關(guān)。在兩個系統(tǒng)等待接收時，由于必須按某個時序交替地進(jìn)行開關(guān)，所以即使在接收狀態(tài)下，也必須持續(xù)供給電源。因此，存在電池的電力消耗量增加，等待接收的時間變短的問題。
鑒于這些問題，本發(fā)明的技術(shù)課題在于提供一種使天線共用器小型、重量輕、低成本化和等待接收時間長的雙頻帶天線共用器。
按照本發(fā)明，提供一種天線共用器，該天線共用器包括發(fā)射側(cè)濾波器，接收側(cè)濾波器和將發(fā)射側(cè)濾波器和接收側(cè)濾波器有選擇地與天線端子連接的電子開關(guān)，其特征在于，所述發(fā)射側(cè)濾波器配有與第一發(fā)射頻率對應(yīng)的低通濾波器和與第二發(fā)射頻率對應(yīng)的低通濾波器，這些低通濾波器內(nèi)的一個端子通過使RF信號ON/OFF的電子開關(guān)并聯(lián)連接，而所述接收側(cè)濾波器配有與第一接收頻率對應(yīng)的帶通濾波器和與第二接收頻率對應(yīng)的帶通濾波器，這些帶通濾波器內(nèi)的一方端子相互并聯(lián)連接，所述發(fā)射側(cè)濾波器和所述接收側(cè)濾波器的各個并聯(lián)端子側(cè)通過發(fā)射接收切換用的電子開關(guān)與天線端子連接。
此外，按照本發(fā)明，提供一種天線共用器，其特征在于，在所述雙頻帶天線共用器中，由PIN二極管和MMIC內(nèi)的至少一種構(gòu)成所述切換電子開關(guān)，在不供給外部電源時可將所述接受濾波器部分切換成與所述天線端子連接的狀態(tài)。
圖1是表示本發(fā)明第一實施例的雙頻帶天線共用器的方框圖。
圖2是表示本發(fā)明第二實施例的雙頻帶天線共用器的方框圖。
圖3(a)是表示本發(fā)明的GSM發(fā)射側(cè)濾波器的通過頻率特性一例的圖，圖3(b)是表示本發(fā)明的GSM發(fā)射側(cè)濾波器的隔離特性一例的圖。
圖4(a)是表示本發(fā)明的DCS發(fā)射側(cè)濾波器的通過頻率特性一例的圖，圖4(b)是表示本發(fā)明的DCS發(fā)射側(cè)濾波器的隔離特性一例的圖。
圖5是表示本發(fā)明的GSM接收側(cè)濾波器的通過頻率特性一例的圖。
圖6是表示本發(fā)明的DCS接收側(cè)濾波器的通過頻率特性一例的圖。
圖7是表示以往的雙頻帶天線共用器一結(jié)構(gòu)例的圖。
圖8是表示作為與以往的單頻帶對應(yīng)的天線共用器的天線收發(fā)轉(zhuǎn)換開關(guān)的頻率特性一例的圖。
下面，參照


本發(fā)明的實施例。
圖1是表示本發(fā)明第一實施例的天線共用器的圖。圖1所示的天線共用器10是與GSM(Grobal system for mobile communiction)和DCS(Digital cellular system)兩個通信系統(tǒng)對應(yīng)的雙頻帶天線共用器。
作為GSM發(fā)射濾波器的低通濾波器1與用于使RF信號ON/OFF的第一開關(guān)2的端子3連接。此外，作為DCS發(fā)射濾波器的低通濾波器4與用于使RF信號ON/OFF的第二開關(guān)5的端子6連接。第一開關(guān)2的另一端子8和第二開關(guān)5的另一端子9相互并聯(lián)連接，并與用于切換發(fā)射接收的第三開關(guān)11的端子12連接。此外，作為GSM的接收濾波器的帶通濾波器13的一個端子15和作為DCS的接收濾波器的帶通濾波器14的一個端子16相互并聯(lián)連接，并與第三開關(guān)11的另一個端子17連接。
此外，在第三開關(guān)11的共用端子18中，配有用于連接天線21的天線端子19。在GSM發(fā)射時，第一開關(guān)2的端子3和端子8連接，此外，第三開關(guān)11的端子12和端子18連接。
由于第二開關(guān)5的端子6和端子9以及第三開關(guān)11的端子18和端子17變?yōu)閿嚅_狀態(tài)，所以GSM的發(fā)射信號不會串入DCS發(fā)射電路方24。當(dāng)然，也不會傳送給該GSM和DCS的接收電路方26和27。為了不串入接收電路，作為GSM發(fā)射濾波器1，由于僅除去發(fā)射頻率的2倍、3倍的高諧波成分就可以，所以可以用低通濾波器來構(gòu)成。
由于該低通濾波器在通過帶寬附近的接受頻帶附近未形成阻塞衰減量，所以與帶阻濾波器相比，插入損失小。
因此，與以往的使用兩個天線收發(fā)轉(zhuǎn)換開關(guān)器的雙頻帶天線共用器相比，由于GSM發(fā)射濾波器1的插入損失小，因而發(fā)射功率損失小，可延長電池壽命。
此外，該低通濾波器大多由線圈、電容器構(gòu)成，由于不需要帶阻濾波器那樣的電介質(zhì)諧振器，所以可以按比以往更小型化且便宜的價格制作GSM發(fā)射濾波器1。
與DCS發(fā)射時一樣，第二開關(guān)5的端子6和端子9以及第三開關(guān)11的端子12和18分別變成連接狀態(tài)，使第一開關(guān)2的端子3和端子8以及第三開關(guān)11的端子18和端子17斷開。
DCS發(fā)射濾波器4由比帶阻濾波器插入損失小的低通濾波器構(gòu)成，附加在GSM發(fā)射濾波器1上，與上述情況相同。
GSM、DCS接收時，第三開關(guān)11的共用端子18和端子17連接，使第一開關(guān)3的端子3和端子8以及第二開關(guān)5的端子6和端子9斷開。開關(guān)電路11由PIN二極管和MMIC等構(gòu)成。
圖2是表示第二實施例的天線共用器的方框圖。第二實施例的天線共用器表示在第一實施例的天線共用器的開關(guān)元件2、5和11中使用PIN二極管情況的一例。參照圖2，配有用于使電流在三個PIN二極管31、32、33、λ/4相位器20和PIN二極管中流動的控制端子34、35。再有，PIN二極管33的一端被接地。
例如，在GSM發(fā)射時的情況下，如果在控制端子34上供給3V/5mA左右的電壓和電流，那么PIN二極管31的電阻減小，變成與圖1所示的端子3與端子8連接時的狀態(tài)相同的狀態(tài)。此外，由于PIN二極管33的電阻也減小，λ/4相位器20的阻抗上升，所以在圖1中變?yōu)槎俗?2與端子18連接，端子18和端子17處于斷開的狀態(tài)相同的狀態(tài)。因此，GSM發(fā)射信號從GSM(TX)端子23流向天線端子19。其它情況下的動作就不必說明了。
圖3(a)、圖3(b)是表示本發(fā)明的雙頻帶天線共用器的GSM發(fā)射側(cè)濾波器1的通過頻率特性和隔離特性的圖。
DCS發(fā)射時，如果從控制端子35供給電壓/電流，那么從DCS發(fā)射端子24流向天線端子19的電流與用GSM發(fā)射時所述的情況相同。
圖4(a)、圖4(b)是表示DCS發(fā)射側(cè)濾波器4的通過頻率特性和隔離特性的圖。
在接收情況下，在控制端子34、35上不必供給電壓/電流。在該情況下，由于PIN二極管31、32、33的電阻大，所以在圖1中，第一開關(guān)的端子3和端子8以及第二開關(guān)的端子6和端子9變成相同的斷開狀態(tài)。此外，由于PIN二極管33的電阻也大，所以λ/4相位器20僅單獨轉(zhuǎn)動相位，變成與圖1中第三開關(guān)11的端子18與端子17連接的狀態(tài)相同的狀態(tài)。
圖5是表示GSM的接收側(cè)濾波器13的頻率特性的圖。由于GSM帶通濾波器13在作為DCS通過帶寬的1800MHz附近處于衰減區(qū)域，所以GSM接收信號不會串入DCS接收電路方27。
圖6是表示DCS的接收側(cè)濾波器14的頻率特性的圖。與GSM接收所用的帶通濾波器13一樣，由于DCS接收用的帶通濾波器14在作為GSM通過帶寬的900MHz附近處于衰減區(qū)域，所以DCS接收信號不會串入GSM接收電路方26。因此，由天線端子19輸入的GSM信號向GSM接收端子26傳送，而DCS信號則向DCS接收端子27傳送。這樣，通過將PIN二極管和λ/4相位器20進(jìn)行組合，可以構(gòu)成按控制電壓/電流的ON/OFF進(jìn)行切替的開關(guān)結(jié)構(gòu)。在下面的表1中示出邏輯表。
H3V/5mA，LOV/OmA在以上所述的本發(fā)明實施例的結(jié)構(gòu)中，由于GMS和DCS的接收濾波器并聯(lián)連接，所以可以同時等待接收兩個系統(tǒng)，即使不供給電壓/電流，仍通過將變?yōu)橹蓖顟B(tài)側(cè)的開關(guān)端子與接收濾波器側(cè)連接，就可以消除因等待接收的開關(guān)造成的電力消耗。因此，與按照以往結(jié)構(gòu)在雙頻帶上使用兩個天線收發(fā)轉(zhuǎn)換開關(guān)的情況相比，可以大幅度地增加等待接收時間。
從以上論述中可知，在本發(fā)明中，由于在雙頻帶用的各個發(fā)射濾波器中使用低通濾波器，將這些低通濾波器做成與作為接收濾波器并聯(lián)連接的兩個帶通濾波器，通過選擇開關(guān)有選擇地與天線端子連接的結(jié)構(gòu)，所以與以往結(jié)構(gòu)相比，可以實現(xiàn)發(fā)射濾波器的插入損失小，等待接收時間長，小型、重量輕且價格便宜的雙頻帶天線共用器。
權(quán)利要求
1.一種雙頻帶天線共用器，該天線共用器包括發(fā)射側(cè)濾波器，接收側(cè)濾波器和將發(fā)射側(cè)濾波器及接收側(cè)濾波器有選擇地與天線端子連接的電子開關(guān)，其特征在于，所述發(fā)射側(cè)濾波器配有與第一發(fā)射頻率對應(yīng)的低通濾波器和與第二發(fā)射頻率對應(yīng)的低通濾波器，這些低通濾波器內(nèi)的一個端子通過使RF信號ON/OFF的電子開關(guān)被并聯(lián)連接，而所述接收側(cè)濾波器配有與第一接收頻率對應(yīng)的帶通濾波器和與第二接收頻率對應(yīng)的帶通濾波器，這些帶通濾波器內(nèi)的一方端子相互并聯(lián)連接，所述發(fā)射側(cè)濾波器和所述接收側(cè)濾波器的各個并聯(lián)端子側(cè)通過發(fā)射接收切換的電子開關(guān)與天線端子連接。
2.如權(quán)利要求1所述的雙頻帶天線共用器，其特征在于，由PIN二極管和MMIC內(nèi)的至少一種構(gòu)成所述切換電子開關(guān)，在不供給外部電源時可將所述接受濾波器部分切換成與所述天線端子連接的狀態(tài)。
全文摘要
本發(fā)明可實現(xiàn)小型、重量輕、低成本并可延長等待接收時間的雙頻帶天線共用器。它包括發(fā)射側(cè)濾波器(1、4)，接收側(cè)濾波器(13、14)和電子開關(guān)(11)，其特征在于，所述發(fā)射側(cè)濾波器配有第一與第二低通濾波器，這些低通濾波器內(nèi)的一個端子通過電子開關(guān)(2、5)并聯(lián)連接，而所述接收側(cè)濾波器配有與第一與第二帶通濾波器，這些帶通濾波器內(nèi)的一方端子相互并聯(lián)連接，所述發(fā)射側(cè)濾波器和所述接收側(cè)濾波器的各個并聯(lián)端子側(cè)通過發(fā)射接收切換的電子開關(guān)(11)與天線端子(19)連接。
文檔編號H01Q21/30GK1239859SQ9910926
公開日1999年12月29日 申請日期1999年6月11日 優(yōu)先權(quán)日1998年6月11日
發(fā)明者古田淳, 佐佐木伸浩, 矢野健 申請人:株式會社東金