JPH1051202A - アンテナスイッチ共用器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明はアンテナスイッチ共用器に関するも
ので、簡単な回路と簡便な制御で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を目的として
いる。 【解決手段】 合成器５からアンテナ端子７への経路と
前記アンテナ端子７から出力端子１０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、第
１の入力端子１と前記合成器５との間に設けられた第１
のスイッチ３と、第２の入力端子２と前記合成器５との
間に設けられた第２のスイッチ４と、経路の分岐点１３
と前記出力端子１０との間に設けられた第３のスイッチ
８とから構成され、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。

Description

【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Ｃ
4，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９
０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Ｐ
ＩＮ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１
３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１．９
ＧＨｚ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Ｐ
ＨＳ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

フロントページの続き (72)発明者 太田 都朗 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 難波 英樹 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 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。
2. 【請求項２】 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。
3. 【請求項３】 合成器と経路の分岐点との間に第２の９
   ０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。
4. 【請求項４】 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。
5. 【請求項５】 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４のいずれか
   一つに記載のアンテナスイッチ共用器。