JPH03187626A - 共用器の伝送路長決定方法 - Google Patents
共用器の伝送路長決定方法Info
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Abstract
め要約のデータは記録されません。
Description
利用した自動車電話装置等において、送信信号と受信信
号を同一のアンテナ等で送受信するだめの共用器、特に
小型で良好な周波数特性を得るための共用器の伝送路長
決定方法に関するものである。
ィルタで構成され、送信信号と受信信号を共通の端子で
送受信する機能を有している。
損失の改善、及び分波回路の抵抗損や分波器の低減等、
種々の提案がなされている。特に、通信装置の小型化に
伴い、小型で高性能な共用器の実現が必要不可欠なもの
となっている。従来の一般的な共用器の一例を第2図に
示す。
板1を有し、その基板1上には、共通端子2、入力端子
3及び出力端子4が設けられている。共通端子2には、
分波回路パターン5の一端が接続され、その分波回路パ
ターン5の他端が、送信フィルタ6及び受信フィルタ7
を介して入力端子3及び出力端子4にそれぞれ接続され
ている。
aと、伝送路長Lrの受信側伝送路5bとで構成されて
いる。
の送信側及び受信側の伝送路長Lt、Lrは、インピー
ダンス変換効果によって、共通端子2からみたそれぞれ
の送信フィルタ6及び受信フィルタ7のインピーダンス
が相手方の中心周波数において最大になるように設計さ
れている。すなわち、送信周波数Ftにおいて共通端子
2からみた送信フィルタ6のインピーダンスは、この種
の回路で規定された特性インピーダンスZ○にほぼ等し
いが、受信フィルタ7のインピーダンスは最大になる。
ピーダンスは、例えば出力端子4に接続されるインピー
ダンス測定用の測定系の特性インピーダンスZOにほぼ
等しいが、送信フィルタ6のインピーダンスは最大にな
る。実際、相手方の中心周波数FtまたはFrにおいて
送信フィルタ6及び受信フィルタ7のそれぞれのインピ
ーダンスは無限大になることが理想的である。
ぞれのインピーダンスは大きくなればなるほど、分波損
失が小さくなり、無限大になると、分波損失が完全に無
くなるからである。しかし、各インピーダンスを無限大
にすることは不可能なので、現実的には最大にする努力
が払われている。
共通端子2に入力すると、その受信信号は受信側伝送路
5bを通って受信フィルタ7でろ波され、出力端子4か
ら出力されて受信回路等に送られる。また、送信回路等
からの送信信号が入力端子3に入力すると、その送信信
号は、送信フィルタ6でろ波された後、送信側伝送路5
aを通って共通端子2から出力され、アンテナ等に送ら
れる。
あった。
ピーダンスと受信側の等価インピーダンスの各絶対値を
最大になるように、送信側と受信側の伝送路長Lt、L
rを計算して共用器を設計している。この設計法を最大
インピーダンス設計法と呼ぶことにする。このような最
大インピーダンス設計法で設計した共用器の送信側と受
信側の挿入損失を解析してみると、最大インピーダンス
設計法の持つ特性から、送信側と受信側のそれぞれの挿
入損失を最少にすることが不可能であった。
く選択できれば、共用器の挿入損失を最少にすることが
できるのであるが、最大インピーダンス設計法を用いて
いるため、最適な伝送路長しt、Lrを決定することが
困難である。挿入損失を最少限に抑えることは、共用密
設計上では重要な課題であるが、従来の最大インピーダ
ンス設計法を用いている限り、それが不可能である。
と受信側の伝送路長を最適に決定して共用器の挿入損失
を最少限に抑えることが困難な点について解決した共用
器の伝送路長決定方法を提供するものである。
接続された伝送路長Ltの送信側伝送路及び伝送路長L
rの受信側伝送路を有する送、受信信号分波用の分波回
路パターンと、前記送信側伝送路の他端に接続された送
信信号ろ波相の送信フィルタと、前記受信側伝送路の他
端に接続された受信信号ろ波相の受信フィルタとが、基
板上に設けられた共用器において、前記送信側及び受信
側の伝送路長を次のように決定したものである。
タの挿入損失Tt及び受信フィルタの挿入損失Trの絶
対値が常に最少となるように、伝送路長Lt、Lrと、
共通端子からみた送信フィルタ側のインピーダンスZt
及び受信フィルタ側のインピーダンスZrとを、帰納法
によって更新しつつ、伝送路長Lt、Lrが所定精度に
収束するまで反復計算を行って最適な伝送路長を求める
ようにしたものである。
決定方法を構成したので、一定の挿入損失計算方法に基
づき、送信側及び受信側の伝送路長Lt、Lrと送信側
及び受信側のフィルタのインピーダンスZt、Zrとを
更新していき、伝送路長Lt、Lrが所定精度に収束す
るまで反復計算を行うと、送信側と受信側の挿入損失T
tとTrの両方が同時に最小値になる最適な伝送路長が
得られる。従って、前記課題を解決できるのである。
す共用器の構成説明図であり、同図(a)は回路図、同
図(b)は送信周波数Ftにおける等価回路図、及び同
図(C)は受信周波数Frにおける等価回路図である。
と同様に、図示しない基板を有し、その基板上には、共
通端子12、入力端子13及び出力端子14が設けられ
ている。共通端子12には、分波回路パターンエ5の一
端が接続され、その分波回路パターンエ5の他端が送信
フィルタ16及び受信フィルタ17を介して入力端子1
3及び出力端子(4にそれぞれ接続されている。
表面波フィルタ等で構成されている。特に、弾性表面波
フィルタを用いた場合、この弾性表面波フィルタは、小
型でかつ温度や経年変化に対して安定である上、振幅特
性と位相特性をほとんど独立に任意に設計できるという
特徴を有している。
の送信側伝送路15aと、伝送路長Lrの受信側伝送I
¥815bとで構成されている。入力端子(3及び出力
端子14には、それぞれ終端インピーダンス18.19
が接続されている。一般的に、この終端インピーダンス
18.19は、インピーダンスを測定するための測定系
の特性インピーダンスZOと同じ値である。
成であり、本実施例が従来と異なる点は、送信側及び受
信側の伝送路長Lt、Lrの決定方法である。
からみた受信側の等価インピーダンスZr、16aは送
信側伝送路15aと送信フィルタ16の合成した縦続行
列[T]である。
端子12からみた送信側の等価インピーダンスZt.1
7aは受信側伝送路15bと受信フィルタ17の合成し
た縦続行列[R]である。
At、Bt、Ct、Dt>と(Ar、Br、Cr、Dr
)は、それぞれ[Tコと[R]の成分で、複素数である
。
の挿入損失TtとTrを、求めると、次の式(3)及び
式(4〉のようになる。
+0.5(At+Bt/ZO)/Zr = (3)T
r=0.5(Ar+Br/ZO+CrZO+Dr)+0
.5(Ar+Br/zO)/zt H+ (4)V=
0.5(At+Bt/ZO+CtZO+Dt)・・・・
・・(3−1) ’i=0.5(At+Bt/20)/Zr・・・・・・
(3−2) 但し、zO:測定系の特性インピーダンス挿入損失Tt
とTrの絶対値は、送信側と受信側の伝送路長LtとL
rを変化させることにより、両方とも同時に最小値にす
ることができる。その長さを最適伝送路長、そしてこれ
に基づく設計法を最適設計法と呼ぶことにする。
信側の等価インピーダンスZtの絶対値を最大になるよ
うに送信側と受信側の伝送路長しtとLrを計算して共
用器を設計(最大インピーダンス設計法〉している。こ
れに対して本実施例では、最適設計法を用いて最適伝送
路長を求めるものである。しかし、最適伝送路長の場合
は、−般的な関数式が確立されていないので、従来の最
大インピーダンス設計法と同じように、解析的に求める
ことが困難である。
な帰納法を用いて、電子計算機等で数値的に最適伝送路
長を計算するようにしている。
損失Tt(またはTr)を用いて最大インピーダンス設
計法と最適設計法の違いを幾何学的に説明する。
明図であり、横軸に実部r、縦軸に虚部Xがとられてい
る。
のインピーダンスZrは複素数であり、受信側伝送路長
Lrを変化させると、複素数平面上で第4図に示すよう
な半径RO1中心ω0(rO,xo)の円(Co)を描
く。受信側インピーダンスZrは次式のように表わせる
。
じように円(Co)の円周上にあるが、ω0を中心に互
いに対称である。点MはインピーダンスZrが最大にな
るときの位置を示し、そして点MOはその時のアドミタ
ンスL / Z rを示す。半径ROの値と中心ω0の
座標は次のようになる。
)ωO: (rOl xO> ・・・・・・(7〉 ro=0.5(Z02/r+r) ・・・・・・(7−a> xO=0 ・・・・・・(7−b) 式(3〉及び式(3−2>より、Wの軌跡は半径R1,
中心ωl (rl、xi)の円(C1)である。点MO
は、Mlに移動する。半径R1の値と中心ω1の座標は
、次のようになる。
・・・(9−a) xi−虚部(0,5(At+Bt/20)rO)・・・
・・・(9−b) 式(3)と円(C1)より、挿入損失Ttの軌跡は半径
R2=R1,中心ω2 (r2.x2)の円(C2)で
ある。そのとき点M1は点M2に移動する。中心ω2の
座標は次のようになる。
O+Dt)) −(10−a)x2=x1+虚部(0
,5(At+Bt/ZO十CtZO+Dt)) ・曲−
(1o−b〉以上の説明で明らかなように、挿入損失T
tの絶対値は、第4図に示した複素数平面の座標系の原
点0 (0,O)と、円(C2)の円周上の一点Nとを
結ぶ線分に等しい。受信側伝送路長Lrを変化させると
、点Nは円(C2)の円周上を移動し、当然、挿入損失
Ttの絶対値も変化する。
直線は、円(C2〉と交わり、点Maと点Mbが得られ
る。点Nは、受信側伝送路長Lrの変化によって円(C
2)の円周上を移動し、点Mbと重なると、挿入損失T
tの絶対値が最大になり、点Maと重なると、挿入損失
Ttの絶対値が最小になる。点Nが点Maと重なるよう
にLrを求めるのは、最適設計法の特長で、挿入損失T
tの絶対値が常に最小になるようにする。一方、点Nは
点M2と重なると、最大インピーダンス設計法で設計し
た共用器の送信側挿入損失Ttの絶対値が得られる。
計法で設計した共用器の挿入損失は、最大インピーダン
ス設計法で設計した共用器の挿入損失より小さくなる。
小値にすることができる。
の帰納法のフローチャートであり、この図を参照しつつ
、電子計算機等を用いた最適伝送路長決定方法について
説明する。
とLrの初期値をLtO=OとLr0=Oとする。この
時の縦続行列は[TO] = [T]と[RO] =
[R] 、挿入損失はTtOとTrO1共通端子12か
らみた送信フィルタエ6のインピーダンスと受信フィル
タ17のインピーダンスはZtOとZrOである。
したような式(1)〜式(10−b)を用いた方法で、
受信側の仮の最適伝送路長Lrlを求め、そのときの送
信側の最小挿入損失をTtlとする。ステップ22では
、最適伝送路長Lrlと縦続行列[RO]で[R1]と
Zrlが得られ、そしてステップ23で、受信周波数F
rにおいて縦続行列[R1]とインピーダンスZtOと
で、送信側の仮の最適伝送路長Ltlと受信側の最小挿
入損失Triを求めることができる。さらにステップ2
4で、最適伝送路長Ltlと縦続行列[TO]で[Tt
lとZt1が得られ、ステップ25で、送信周波数Ft
において縦続行列[T 1 ]とインピーダンスZrl
で受信側の新しい仮の最適伝送路長Lr2と、送信側の
新しい最小挿入損失Tt2を求めることができる。
長Lr2と縦続行列[TO]で[R2]とZr2が得ら
れ、ステップ27で、受信周波数Frにおいて縦続行列
[R2]とインピーダンスZtlで送信側の新しい仮の
最適伝送路長Lt2と、受信側の新しい最小挿入損失T
r2を求めることができる。
信側と受信側の最適伝送路長として使用できるかどうか
を判別するために、LtlとLr2の差及びLrlとL
r2の差を求め、これらの差の値が所望の精度N(例え
ば10−6〉より小さいかどうかで決める。条件が満た
されている場合、ステップ2つでLr2とLr2が最適
伝送路長であると決定して計算を終了し、一方条件が満
たされない場合、ステップ30で、Ltl=Lt2、L
r1=Lr2、Zr1=Zr2とし、結合子■を介して
ステップ24に戻り、上述の反復計算を繰り返す。
長は、ある値LtnとLrnに収束し、これが求める最
適伝送路長である。このときの挿入損失も最適値Ttn
とTrnになる。
般的な関数式が確立されれば、解析的に計算できるよう
になるかもしれないが、現在の実用範囲内では、本実施
例の計算精度が最良の方法といえる。
施例の効果を説明する。
タを弾性表面波フィルタを用いて構成した、従来と本実
施例の共用器の挿入損失特性と反射損失特性図である。
設計法で設計した共用器の挿入損失特性と反射損失特性
を示している。TT−1とTR−↓はそれぞれ送信側と
受信側の挿入損失特性である。TL−1は共通端子12
からみた反射損失特性である。送信側と受信側の伝送路
長は、それぞれ0.2782Xλrと0.2028xλ
tである。
器の挿入損失特性を示している。従来と本実施例との設
計法の効果を確認するために、送信フィルタ16及び受
信フィルタ17を従来と同じ弾性表面波フィルタを用い
て構成した。この場合も、第5図(a>と同様に、TT
−2とTR−2はそれぞれ送信側と受信側の挿入損失特
性で、TL−2は共通端子12からみた反射損失特性で
ある。送信側と受信側の伝送路長はそれぞれ0゜245
2Xλrと0.1872Xλtである。λtとλrは送
信波長と受信波長である。
ために、第5図(a)と第5図(b)の挿入損失特性を
拡大して同じ座標上で描いたものである。TT−1,T
T−2,TR−1,TR−2は第5図(a>、(b)と
同じものである。TT−1とTT−2そしてTR−1と
TR−2を比較してみると、それぞれの通過帯域の中心
周波数835、OMHzと880、OMHzにおいて、
本実施例の共用器の挿入損失の方が、従来の方法で設計
した共用器の挿入損失よりも少ないことがわかる。従っ
て、本実施例の方法では、従来の方法よりも挿入損失を
小さくでき、それによって共用器の信号減衰量を小さく
することができる。
ルタ及び受信フィルタの挿入損失Tt。
ルタ及び受信フィルタまでの伝送路長Lt。
長を求めるようにしたので、送信フィルタ及び受信フィ
ルタの挿入損失を最小限に抑えることが可能となり、そ
れによって小型で良好な周波数特性を持った共用器を提
供することができる。
適伝送路長を計算するための帰納法のフローチャート、
第2図は従来の共用器の構成国、第3図(a>、(b)
、(c)は本発明の実施例を示す共用器の構成説明図で
あり、同図(a)は回路図、同図(b)は送信周波数F
tにおける等価回路図、及び同図(c)は受信周波数F
rにおける等価回路図、第4図は最大インピーダンス設
計法と最適設計法の説明図、第5図(a)、(b)(c
)は従来と本実施例とを比較するための共用器の挿入損
失特性図であり、同図(a)は最大インピーダンス設計
法で設計した共用器の挿入損失特性図、同図(b)は最
適設計法で設計した共用器の挿入損失特性図、及び同図
(C)は挿入損失の比較図である。 12・・・・・・共通端子、13・・・・・・入力端子
、14・・・・・・出力端子、15・・・・・・分波回
路パターン、15a・・・・・送信側伝送路、15b・
・・・・・受信側伝送路、工6・・・・・・送信フィル
タ、17・・・・・・受信フィルタ。 (a) 小発明の実施例のフローチャート 第1図 (6) 第 図 12;六通瑞子 13:入力端子 14’−出力端子 15:分波回踏パターン 小発明の実施例の共用器 第3図 送信周波数「t、口お(115等価回路<−er) 受信周波数「rにおけう等価回路 (C) 第3図 周波数(閘Hz) Booo 850.0 周5皮敗 (MHz)“ 9ωO 押入損失の比較 (C) 第5図 手続補正書 共用器の伝送路長決定方法 代表者 小 杉 信 光 補正の対象 明細書の「発明の詳細な説明」の欄、及び図面。 (1) 明m書、13頁12行目から14頁7行目の「
第4図は、・・・・・・次のようになる。」を、次の通
り補正する。 「第4図は、最大インピーダンス設計法と最適設計法の
説明図であり、横軸に実部、縦軸に虚部がとられている
。 送信周波数Ftにおいて、共通端子12からみた受信側
のインピーダンスZrは複素数であり、受信側伝送路長
Lrを変化させると、複素数平面上で第4図に示すよう
な半径RO1中心ω0(rO,xo)の円(CO)を描
く。受信側インピーダンスZrは次式のように表わせる
。 Zr=Rr+jXr ・・・・・・(5〉 アドミタンス1/ZrもインピーダンスZrと同じよう
に円(CO)の円周上にあるが、ω0を中心に互いに対
称である。点MはインピーダンスZrが最大になるとき
の位置を示し、そして点MOはその時のアドミタンス1
/Zrを示す。点Mの座標を(r、0)とすれば、点M
Oの座標は(Z02/r、O)である。半径ROの値と
中心ωOの座標は次のようになる。」 (2〉 第4図を別紙の通り補正する。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 一端が共通端子に接続された伝送路長Ltの送信側伝
送路及び伝送路長Lrの受信側伝送路を有する送、受信
信号分波用の分波回路パターンと、前記送信側伝送路の
他端に接続された送信信号濾波用の送信フィルタと、前
記受信側伝送路の他端に接続された受信信号濾波用の受
信フィルタとが、基板上に設けられた共用器において、 下記の式に基づき、前記送信フィルタの挿入損失Tt及
び前記受信フィルタの挿入損失Trの絶対値が常に最小
となるように、前記伝送路長Lt,Lrと、前記共通端
子からみた前記送信フィルタ側のインピーダンスZt及
び前記受信フィルタ側のインピーダンスZrとを、帰納
法によって更新しつつ、前記伝送路長Lt,Lrが所定
精度に収束するまで反復計算を行って最適伝送路長を求
めることを特徴とする共用器の伝送路長決定方法。 ▲数式、化学式、表等があります▼ 但し、At,Bt,Ct,Dt;受信側伝送路と送信フ
ィルタとの合成した縦続行列[T]の成分で、複素数で
ある。 Ar,Br,Cr,Dr;送信側伝送路と受信フィルタ
との合成した縦続行列[R]の成分で、複素数である。 ZO:測定系の特性インピーダンス
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1327591A JP3024771B2 (ja) | 1989-12-18 | 1989-12-18 | 共用器の伝送路長決定方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1327591A JP3024771B2 (ja) | 1989-12-18 | 1989-12-18 | 共用器の伝送路長決定方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03187626A true JPH03187626A (ja) | 1991-08-15 |
| JP3024771B2 JP3024771B2 (ja) | 2000-03-21 |
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ID=18200767
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1327591A Expired - Fee Related JP3024771B2 (ja) | 1989-12-18 | 1989-12-18 | 共用器の伝送路長決定方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3024771B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5534829A (en) * | 1993-05-31 | 1996-07-09 | Sanyo Electric Co., Ltd. | Antenna duplexer |
| JPH1075153A (ja) * | 1996-08-30 | 1998-03-17 | Oki Electric Ind Co Ltd | 分波器パッケージ |
| JP2000151456A (ja) * | 1998-11-05 | 2000-05-30 | Oki Electric Ind Co Ltd | 送信帯域分割型弾性表面波分波器 |
-
1989
- 1989-12-18 JP JP1327591A patent/JP3024771B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5534829A (en) * | 1993-05-31 | 1996-07-09 | Sanyo Electric Co., Ltd. | Antenna duplexer |
| JPH1075153A (ja) * | 1996-08-30 | 1998-03-17 | Oki Electric Ind Co Ltd | 分波器パッケージ |
| JP2000151456A (ja) * | 1998-11-05 | 2000-05-30 | Oki Electric Ind Co Ltd | 送信帯域分割型弾性表面波分波器 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3024771B2 (ja) | 2000-03-21 |
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