JPH1093473A - 無線電話のアンテナ切換回路 - Google Patents

無線電話のアンテナ切換回路

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JPH1093473A
JPH1093473A JP9212835A JP21283597A JPH1093473A JP H1093473 A JPH1093473 A JP H1093473A JP 9212835 A JP9212835 A JP 9212835A JP 21283597 A JP21283597 A JP 21283597A JP H1093473 A JPH1093473 A JP H1093473A
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node
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port
switch
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Jorma Matero
マテロ ジョルマ
Matti I Kangas
アイ カンガス マティ
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Nokia Mobile Phones Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 ２つの電子スイッチを直列に接続して使用す
ることに起因する挿入損を防止するアンテナ切換回路を
提供する。 【解決手段】 デュアルバンド無線電話の第１及び第２
の送受信装置を統合アンテナ及び外付けアンテナに結合
させる回路が開示されている。前記回路はインピーダン
ス整合長の伝送線と、最小限の挿入損を生じさせるよう
になっているスイッチとを使用する。与えられた時点で
送信又は受信のいずれかを行うデジタルＴＤＭＡ無線電
話等のシングルバンド無線電話でも使用される。デュプ
レクサを不要としたデュアルバンド電話用のアンテナ切
換装置も開示されている。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、無線周波数（Ｒ
Ｆ）回路を１つ以上のアンテナに接続する方法及び装置
に関し、特に、セルラ電話等の、シングルバンド及びデ
ュアルバンドの無線電話に使われる回路に関する。
【０００２】
【従来の技術】デュアルバンド移動電話ではアンテナの
動作帯域幅は困難な問題を引き起こす。例えば、その様
な移動電話は或る時には８００ＭＨｚ帯域（例えばアナ
ログＡＭＰＳ）で、また別の或る時には１．９ＧＨｚ帯
域（例えば、デジタルＰＣＮ）で動作可能でなければな
らないことがある。１つのアンテナを双方の帯域のため
に使用するのが好ましい。しかし、動作周波数に大きな
差があるために、従来のデュアルバンド移動電話は通常
は各帯域用に別々の受信装置前段と別々の送信装置電力
増幅部とを提供する。
【０００３】図１は、デュアルバンド移動電話のための
その種の従来の構成を示す。１つのアンテナシステム１
が帯域１の受信装置前段及び送信装置電力増幅ブロック
２に結合されているとともに、帯域２の受信装置前段及
び送信装置電力増幅ブロック３にも結合されている。ブ
ロック２及び３は、ともに、受信装置ＩＦ回路、周波数
シンセサイザ、変調器、復調器、等を含む別の共通のブ
ロック４に結合されている。図１には、キーパッド、デ
ィスプレイ、ユーザインターフェース・コントローラ等
の、移動電話の残りの部分は示されていない。
【０００４】デジタルＴＤＭＡ部分を含むデュアルバン
ド電話などの或る種のデュアルバンド電話では、ＴＤＭ
Ａ送信部及び受信部は、図２に示されているように、複
式フィルタ５を通してアンテナ１に接続される。この場
合、複式フィルタ５は、受信装置の増幅器６の入力に接
続されると同時に送信装置の電力増幅器９の出力にも接
続されており、増幅器６の出力は帯域フィルタ７及び第
１ＩＦミクサ８に接続されている。
【０００５】従来は、所要の帯域切換は、図３に示され
ている様に、機械的リレー又はスイッチ１０で行われる
のが普通だった。図３では、図２に示されている回路が
各帯域用に重複して設けられており、帯域２の回路には
プライム記号（’）が付されている。何時でも、スイッ
チ１０は帯域１又は帯域２の送受信回路をアンテナ１に
接続している。
【０００６】しかし、この方式には重大な欠点が少なく
とも２つある。第１に、機械的スイッチの使用には、大
きくてかさばる、低切換時間のコンポーネントを必要と
するという欠点がある。この問題を克服するために、機
械的スイッチをＦＥＴ又はｐｉｎダイオード等の電子ス
イッチと置き換えることができる。しかし、電子スイッ
チを使用すると、ＲＦ枝路に相当の挿入損が生じるの
で、不利である。電子スイッチについての代表的な挿入
損は０．５ｄＢ程度である。送信電力を大きくすること
でこの挿入損を補償しなければならないけれども、そう
すると電力消費量が増え、移動電話の電池の寿命が縮ま
る。更に、一方の帯域が複式アナログ・モードでなけれ
ばならない場合には、アンテナスイッチ１０での送信装
置の信号によってスプリアスレスポンスが生じるのを防
止するために、アンテナ切換回路は高度の直線性を持っ
ていなければならない。また、スイッチ挿入損は送信装
置の雑音指数をも悪くするので、受信装置の感度が損な
われる。
【０００７】図３に示されている方式の１つの利点は、
帯域フィルタ（この場合には複式フィルタ即ちデュプレ
クサ５及び５’）同士を良く絶縁することにより両方の
帯域で最善の性能を得ることができるということであ
る。しかし、挿入損が大きくて直線性が必要であるため
に、この方式の利点の影が薄くなり、多くのアプリケー
ションにこれを使用するのは望ましくなくなる。
【０００８】外付けアンテナコネクタ１ａが必要なとき
の、デュアルバンド移動電話でアンテナ切換を実施する
ための従来の方式を図４を参照して説明することもでき
る。即ち、アンテナ１は移動電話の一部分として設けら
れている統合アンテナ又はマスターアンテナであり、ま
た移動電話を第２の、外付けのアンテナに接続できるよ
うにアンテナコネクタ１ａも設けられている。図３に示
されている帯域１及び帯域２の送受信回路に加えて、第
２アンテナスイッチ１１が帯域スイッチ１０と直列に接
続されており、アンテナスイッチ１０及び１１の状態を
制御する適当なアンテナスイッチ制御ラインが移動電話
のコントローラ（図示せず）から設けられている。第２
スイッチ１１も電子スイッチであるとすると、総合挿入
損は図２の構成と比べて２倍となり得ることが分かる。
そのために、少なくとも、図３に関して上で述べた電力
消費量と受信装置の感度の問題とが一層悪化する。
【０００９】図９は、シングルバンド・デジタル（例え
ばＴＤＭＡ）移動電話用の従来のアンテナ／外付けアン
テナ切換装置を示す。第１アンテナスイッチ１０は、受
信装置及び送信装置のための送信／受信スイッチとして
機能するものであり、受信帯域フィルタ５ａ及び送信帯
域フィルタ５ｂに結合されている。第２アンテナスイッ
チ１１は、アンテナ１と外付けアンテナコネクタ１ａと
を切り換えるために使用される。図４の例の場合と同じ
く、この手法の顕著な欠点は、２つのアンテナスイッチ
１０及び１１が直列に結合されているために挿入損が２
倍になることである。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】本発明の第１の目的
は、上記の問題及びその他の問題を克服する改良された
移動電話を提供することである。
【００１１】本発明の他の目的は、２つの電子スイッチ
を直列に接続して使用することに起因して挿入損が２倍
になることを防止してシングルバンド及びデュアルバン
ドの移動電話の双方を２つのアンテナに結合させるため
の回路の実施の形態を提供することである。
【００１２】本発明の他の目的は、デュプレクサを要す
ることなくデュアルバンド移動電話を２つのアンテナに
結合させるための切換回路の実施の形態を提供すること
である。
【００１３】
【課題を解決するための手段】本発明の実施の形態のア
ンテナ切換回路により、上記問題及びその他の問題が克
服され、本発明の目的が実現される。
【００１４】本発明の第１の実施の形態では、第１周波
数帯域で動作可能な第１送受信装置と、第２周波数帯域
で動作可能な第２送受信装置とを含む種類の無線電話に
使用されるアンテナ切換回路が設けられる。前記無線電
話は更に第１アンテナポートと第２アンテナポートとも
有する。前記アンテナ切換回路は、前記第１送受信装置
の入出力ポートに結合された第１ノードを各々有する伝
送線（Ｌ１及びＬ４）の第１の対を含む。Ｌ１の第２ノ
ードは前記第１アンテナポートに切り換え可能に結合さ
れ、Ｌ４の第２ノードは前記第２アンテナポートに切り
換え可能に結合される。前記無線電話は更に、前記第２
送受信装置の入出力ポートに結合された第１ノードを各
々有する伝送線（Ｌ２及びＬ３）の第２の対も含む。Ｌ
２の第２ノードは前記第１アンテナポートに切り換え可
能に結合され、Ｌ３の第２ノードは前記第２アンテナポ
ートに切り換え可能に結合される。Ｌ１の第２ノードが
前記第１アンテナポートに結合されるときにはＬ２及び
Ｌ４の双方の第２ノードが開回路とされ、Ｌ３の第２ノ
ードが前記第２アンテナポートに結合されるように切換
が行われる。Ｌ２の第２ノードが前記第１アンテナポー
トに結合されるときには、Ｌ１及びＬ３の双方の第２ノ
ードが開回路とされ、Ｌ４の第２ノードが第２アンテナ
ポートに結合される。
【００１５】伝送線の長さは、第１周波数帯域について
はＬ１＝Ｌ４＝λ／２であり；第２周波数帯域について
はＬ２＝Ｌ３＝λ／２である。
【００１６】第１周波数帯域は約８００ＭＨｚの周波数
を含むことができ、例えば第１送受信装置は複式ＦＭア
ナログ信号のために使用され、第２周波数帯域は約１９
００ＭＨｚを含むことができて、ＴＤＭＡ位相変調信号
のために使用される。
【００１７】本発明の他の実施の形態では、伝送線の第
１の対（Ｌ１及びＬ２）は、各々、第１アンテナポート
に結合された第１ノードを持っており、Ｌ１の第２ノー
ドは第１送受信装置の入出力ポートに切り換え可能に結
合され、Ｌ２の第２ノードは第２送受信装置の入出力ポ
ートに切り換え可能に結合される。伝送線の第２の対
（Ｌ３及びＬ４）は、各々、第２アンテナポートに結合
された第１ノードを持っており、Ｌ３の第２ノードは第
１送受信装置の入出力ポートに切り換え可能に結合さ
れ、Ｌ４の第２ノードは第２送受信装置の入出力ポート
に切り換え可能に結合される。この実施の形態では、Ｌ
１の第２ノードが第１送受信装置の入出力ポートに結合
されるときには、Ｌ２及びＬ３の双方の第２ノードは開
回路とされ、Ｌ４の第２ノードは第２送受信装置の入出
力ポートに結合される。Ｌ２の第２ノードが第２送受信
装置の入出力ポートに結合されるときには、Ｌ１及びＬ
４の双方の第２ノードは開回路とされ、Ｌ３の第２ノー
ドは第１送受信装置の入出力ポートに結合される。
【００１８】この実施の形態では伝送線の長さは次の通
りである：即ち、第１周波数帯域についてはＬ２＝Ｌ４
＝λ／２であり；第２周波数帯域についてはＬ１＝Ｌ３
＝λ／２であり、開回路とされている伝送線は、使用さ
れている周波数帯域についてλ／２の長さを有する。
【００１９】更にこの実施の形態では、Ｌ１の第２ノー
ドとＬ３の第２ノードとは第１スイッチを通して第１送
受信装置の入出力ポートに結合され、Ｌ２の第２ノード
とＬ４の第２ノードとは第２スイッチを通して第２送受
信装置の入出力ポートに結合される。この場合、第１ス
イッチは第１周波数帯域内の周波数についての挿入損を
なるべく少なくするために選択され、第２スイッチは第
２周波数帯域内の周波数についての挿入損をなるべく少
なくするために選択される。
【００２０】本発明の更に他の実施の形態では、送信時
に第１周波数帯域で動作可能な送信装置と受信時に第２
周波数帯域で動作可能な受信装置とを含む種類の無線電
話に使用されるアンテナ切換回路が開示される。前記無
線電話は更に第１アンテナポート及び第２アンテナポー
トを含んでいる。この実施の形態では、アンテナ切換回
路は第１ノード及び第２ノードを各々有する１対の伝送
線（Ｌ１及びＬ２）を含む。Ｌ２の第１ノードは受信装
置の入力ポートに結合され、Ｌ１の第１ノードは送信装
置の出力ポートに結合される。受信装置の入力ポートを
第１アンテナポートに結合させる第１切換状態を有する
第１スイッチも含まれている。この第１スイッチは更に
送信装置の出力ポートをＬ１の第２ノードを通して第１
アンテナポートに結合させる第２切換状態を有する。前
記第１スイッチの前記第１切換状態ではＬ１の第２ノー
ドは開回路とされている。前記第１スイッチと同調して
操作される第２スイッチも含まれており、この第２スイ
ッチは送信装置の出力ポートを第２アンテナポートに結
合させる第１切換状態を有する。第２スイッチは、更
に、受信装置の入力ポートをＬ２の第２ノードを通して
第２アンテナポートに結合させる第２切換状態を有す
る。第２スイッチの第１切換状態ではＬ２の第２ノード
は開回路とされている。この実施の形態では、前記アン
テナポートの１つと受信装置の入力又は送信装置の出力
との間に直列に置かれるスイッチは１つだけである。伝
送線の長さは次の通りである：即ち、第２周波数帯域
（送信帯域）についてはＬ１＝λ／２であり、第１周波
数帯域（受信帯域）についてはＬ２＝λ／２である。
【００２１】デュプレクサを不要とし、４つのスイッチ
の１つ１つをその目的の機能（送信又は受信）及び周波
数帯域に合うように個別に最適化することのできる、デ
ュアルバンド電話用のアンテナ切換装置も開示されてい
る。
【００２２】本発明の上記の特徴及びその他の特徴は、
本発明についての下記の詳細な説明を添付図面と関連さ
せて読むことから一層明かとなる。
【００２３】
【発明の実施の形態】図５は、単一のデュアルバンド・
アンテナ１２を使用することにより図３のアンテナスイ
ッチを無くした本発明の第１の実施の形態を示す。図５
の実施の形態では、好ましくは各々５０オームのインピ
ーダンスを有する２本の給電線がある。第１給電線１２
ａは、帯域１（例えば、８００ＭＨｚアナログ）デュプ
レクサ５をデュアルバンド・アンテナ１２の第１エレメ
ント１２ｂに接続する。第２給電線１２ｃは帯域２（例
えば，１．９ＧＨｚのＴＤＭＡ）デュプレクサ５’をデ
ュアルバンド・アンテナ１２の第２エレメント１２ｄに
接続する。エレメント１２ｂ及び１２ｄは、それぞれの
帯域での動作向けに各々電気的に最適化されており、こ
れらを共通のアンテナ基板上に配置して適当な電気材料
により分離することができる。アンテナ・エレメント１
２ｂ及び１２ｄは、デュアルバンドＲＦ部のアンテナポ
ート同士の間の装荷（loading ）を防止できるように前
記エレメント間の電気的絶縁が充分に高度となるように
実現される。
【００２４】この実施の形態は、帯域スイッチ又はアン
テナスイッチの使用に起因する挿入損を無くすものであ
り、従って送信電力を大きくすることで挿入損を補償す
る必要もなくする。更に、アンテナ帯域切換は機械的又
は電気的な遅延を伴わずに行われるので、これは帯域同
士の間の高速ハンドオフが必要とされるアプリケーショ
ンに用いるのに良く適する。また、アンテナ切換制御信
号を作ったり経路指定したりする必要はないので、この
アンテナ帯域切り替え機能を実現するために追加の印刷
回路基板領域は不要であり、非線形素子が含まれないの
でスプリアスレスポンスは生じない。また、電気アンテ
ナ間を高度に絶縁し得るので、両方の帯域のアンテナ回
路に従来の複式フィルタ又は帯域フィルタを使用するこ
とができる。また、スイッチ挿入損がないために受信装
置の雑音指数が低下しないので、受信装置の感度が向上
する。
【００２５】図６は、或る長さの伝送線（Ｌ１−Ｌ４）
を用いてデュプレクサ５及び５’を２つのアンテナスイ
ッチ１４及び１６に結合させる本発明の現在好ましい実
施の形態のうちの１つを示す。図６の実施の形態は、図
４に示されている、統合アンテナ１及び外付けアンテナ
コネクタ１ａ等の２つの異なるアンテナを接続するため
の従来の方式に伴う問題を克服するものである。図６の
実施の形態は２つの電子スイッチ１４及び１６（希望に
応じて機械的スイッチでも良い）を使用しているけれど
も、ＲＦ信号枝路に存在するスイッチは１つだけであ
る。従って、挿入損は図４の場合のように２倍にはなら
ない。アンテナ１と、アンテナコネクタ１ａに結合され
ている外付けアンテナとは、単一の給電線を各々有する
２帯域アンテナであると仮定される。希望に応じて、外
付けアンテナコネクタ１ａにブースタ増幅器を結合させ
ても良い。
【００２６】アンテナ１が使用されるとき、使われてい
ない帯域回路は常に外付けアンテナコネクタ１ａに結合
されている。外付けアンテナコネクタ１ａが使用される
場合には、使われていない帯域回路は常にアンテナ１に
結合されている。好ましくは、両方の帯域についてアン
テナ・インピーダンスは５０オームである。複式フィル
タ５及び５’からアンテナスイッチ１４及び１６までの
伝送線Ｌ１−Ｌ４の長さは次の通りである：帯域１の周
波数については Ｌ１＝Ｌ４＝λ／２ であり；帯域２
の周波数については Ｌ２＝Ｌ３＝λ／２ である。
【００２７】例えば、帯域１の周波数は８００ＭＨｚで
あり、帯域２の周波数は１９００ＭＨｚであると仮定す
ると、Ｌ１及びＬ４の長さは約９５ｍｍ、Ｌ２及びＬ３
の長さは約４５ｍｍとすることができる。本発明の現在
好ましい実施の形態では、Ｌ１−Ｌ４は印刷回路の誘電
体基板上に配置される電導性ラインである。この電導性
ラインを、曲がりくねったラインとして製造することが
でき、同量の位相シフトを得るためにインピーダンス・
エレメント塊を用いることによって、その総合の長さを
短縮することができる。これらの寸法では、伝送線の開
放端は複式フィルタ・アンテナポートＰ０及びＰ１で高
インピーダンスを反映する。
【００２８】図６に示されているように、帯域１の回路
をアンテナ１で使用し、或いは帯域２の回路を外付けア
ンテナコネクタ１ａで使用したい場合には、ラインＬ２
及びＬ４は開放端となり、スイッチ１４及び１６を通る
信号路は、帯域１の回路については（Ｌ１を通って）ア
ンテナ１に至り、帯域２の回路については（Ｌ３を通っ
て）外付けアンテナコネクタ１ａに至る。代わりに、帯
域１の回路を外付けアンテナコネクタ１ａで使用し、或
いは帯域２の回路をアンテナ１で使用したい場合には、
アンテナスイッチ制御ラインを付勢して両方のスイッチ
１４及び１６の可動接点を下側位置へ移す。この場合、
ラインＬ１及びＬ３は開放端となり、スイッチ１４及び
１６を通る信号路は、帯域２の回路については（Ｌ２を
通って）アンテナ１に至り、帯域１の回路については
（Ｌ４を通って）外付けアンテナコネクタ１ａに至る。
【００２９】図７は、インピーダンス整合長の伝送線
（Ｌ１−Ｌ４）を使用する本発明の現在好ましい実施の
形態を示す。しかし、図７では、スイッチ１４及び１６
は、伝送線とデュプレクサ５及び５’との間に置かれて
動かされる。また、図示のように、スイッチ１４及び１
６は同調せずに操作される。
【００３０】図７の実施の形態においてアンテナポート
とスイッチとの間の伝送線Ｌ１−Ｌ４の長さは次の通り
である：帯域１の周波数については Ｌ２＝Ｌ４＝λ／
２ であり；帯域２の周波数については Ｌ１＝Ｌ３＝
λ／２ である。
【００３１】図７に示されているように、帯域１の回路
をアンテナ１で使用し、或いは帯域２の回路を外付けア
ンテナコネクタ１ａで使用したい場合には、ラインＬ２
及びＬ４は開放端とされ、スイッチ１４及び１６を通る
信号路は、帯域１の回路については（Ｌ１を通って）ア
ンテナ１に至り、帯域２の回路については（Ｌ４を通っ
て）外付けアンテナコネクタ１ａに至る。代わりに、帯
域１の回路を外付けアンテナコネクタ１ａで使用し、或
いは帯域２の回路をアンテナ１で使用したい場合には、
アンテナスイッチ制御ラインを付勢してスイッチ１４の
可動接点を下側位置に置き、スイッチ１６の可動接点を
上側位置に置く。この場合、ラインＬ１及びＬ４は開放
端とされ、スイッチ１４及び１６を通る信号路は、帯域
２の回路については（Ｌ２を通って）アンテナ１に至
り、帯域１の回路については（Ｌ３を通って）外付けア
ンテナコネクタ１ａに至る。
【００３２】図７の実施の形態では、スイッチ１４は帯
域１の信号の周波数を伝えるだけで良く、スイッチ１６
は帯域２の信号の周波数を伝えるだけで良いことに注意
しなければならない。帯域１の周波数が約８００ＭＨｚ
で帯域２の周波数が約１９００ＭＨｚである例について
は、スイッチ１４及び１６をそのそれぞれの周波数帯域
に合わせて別々に最適化し得ることが分かる。即ち、８
００ＭＨｚで最小の挿入損となるように選択された単一
のスイッチは１９００ＭＨｚではより大きな損を生じさ
せるかも知れない。図７の実施の形態は、両方のスイッ
チをそれぞれの周波数帯域に合うように別々に指定し得
る様にすることによって、この潜在的問題を防止してい
る。従って、多くのアプリケーションで図７の実施の形
態は図６の実施の形態より好都合であろう。
【００３３】本発明の現在好ましい実施の形態はＦＭ／
ＴＤＭＡ位相変調（ＡＭＰＳ／ＴＤＭＡ）デュアルバン
ド移動電話での使用に限定されるものではなくて、例え
ばＡＭＰＳ／ＣＤＭＡ移動電話やＡＭＰＳ／ＮＡＭＰＳ
／ＣＤＭＡ移動電話でも使用され得るものである。
【００３４】更に、図１０を参照すると、本発明の教示
事項は、一時には１周波数帯域で送信を行い他の時に他
の周波数帯域で受信を行うデジタル（例えば、ＴＤＭ
Ａ）移動電話等のシングルバンド移動電話にも適用され
得るものである。図１０では図９の従来例と比べて制御
信号は１つのみ使用され、伝送線Ｌ１及びＬ２は図示の
ように接続されている。統合アンテナ１で動作するとき
には、アンテナスイッチ１０及び１１は同調して操作さ
れて、受信時にはスイッチ１０を通して統合アンテナ１
を受信装置６に結合させ（図示の位置）、送信時にはス
イッチ１０及びＬ１を通して統合アンテナ１を送信装置
９に結合させる。受信時には、使用されていない送信装
置はスイッチ１１を通して外付けアンテナカップラ１ａ
に結合され、送信時には使用されていない受信装置はス
イッチ１１及びＬ２を通して外付けアンテナカップラ１
ａに結合される。外付けアンテナで動作するときには、
制御信号の極性が反転され、使用される受信装置又は送
信装置は外付けアンテナカップラ１ａに結合され、使用
されない受信装置又は送信装置は統合アンテナ１に結合
される。いずれの場合にも、アクティブなアンテナへの
受信路又は送信路に存在する電子スイッチは１つだけで
あるので、挿入損は図９の従来例の挿入損の約半分であ
る。
【００３５】図１０の実施の形態ではフィルタ５ａ及び
５ｂからの伝送線Ｌ１及びＬ２の長さは次の通りであ
る：送信周波数帯域については Ｌ１＝λ／２ であ
り；受信周波数帯域については Ｌ２＝λ／２ であ
る。
【００３６】例えば帯域２がＴＤＭＡ帯域である場合に
ついて図８に示されているように、デュプレクサ５’を
ＴＲスイッチ１８、受信フィルタ２０、及び送信フィル
タ２２と置き換えることができる。ＴＲスイッチ１８
は、受信装置前段又は送信装置電力増幅器出力をノード
Ｐ１に結合させるようにスイッチをセットするＴＸ／Ｒ
Ｘ信号で制御される。この様な構成は従来技術で知られ
ており、これをＴＤＭＡ移動電話の従来の複式フィルタ
と置き換えることができる。ＴＤＭＡ移動電話における
ＴＸ帯域フィルタ及びＲＸ帯域フィルタの濾波要件はア
ナログモード移動電話の場合のように厳しくはないの
で、この構成で充分なレベルの性能を得ることができ
る。この回路を図３、４、５、６及び７の複式フィルタ
５’の代わりに用いることができる。帯域１もＴＤＭＡ
のみの帯域であるならば、上記の図の複式フィルタ５も
この回路と置き換えることができる。
【００３７】次に、本発明の別の実施の形態に従って、
デュアルバンドＴＤＭＡ方式のデジタルセルラ電話用の
好ましいアンテナ切換回路を説明するために図１１ａ、
１１ｂ、１２ａ、１２ｂ、１３ａ、１３ｂ、１４ａ及び
１４ｂを参照する。利点はそれほど大きくはないけれど
も、同じ構想をシングルバンド移動電話にも適用できる
ことに注意しなければならない。
【００３８】図１１−１４では、次のような用語を用い
る：ＬＲｘ＝下側帯域受信装置；ＬＴｘ＝下側帯域送信
装置；ＨＴｘ＝上側帯域受信装置；及びＨＴｘ＝上側帯
域送信装置。
【００３９】本発明のこの面では、４つの（シングルバ
ンド電話では２つ）固体ＲＦスイッチがある。それらの
スイッチは、選択されたアンテナと送信装置又は受信装
置との間にスイッチが１つだけ存在するように接続され
る。本発明のこの実施の形態は、複式フィルタの使用を
不要とするので、挿入損は非常に低い。挿入損を減少さ
せれば、電池に充電しなければならなくなるまでの移動
電話の総通話時間を増大させることができる。
【００４０】ＲＸタイムスロット時には選択されたアン
テナに受信装置だけが接続され、ＴＸタイムスロット時
には選択されたアンテナに送信装置だけが接続されるよ
うに、スイッチは同期して制御される。他の全ての回路
は使用されていない（アイドル）時にはアンテナから切
り離される。
【００４１】開いているスイッチは、アクティブな信号
路からはこのスイッチが高インピーダンスに見えるよう
に整合される。その様な整合を、例えば回路間にｎ×λ
／２（λ＝その線での波長）の長さを有する伝送線（例
えば、マイクロストリップ）を用いることにより達成す
ることができる（図１１ａ及び１１ｂを参照）。例えば
伝送線が同じ集積回路パッケージに集積された場合など
の様にスイッチ間の距離が非常に短い場合には、前記伝
送線を無くすることができる。この場合、該スイッチは
数本のＩＣピンを共有することができる。
【００４２】本発明のこの実施の形態は、例えばＧＳＭ
（９００ＭＨｚ）とＰＣＮ（１８００ＭＨｚ）のように
上側の帯域の周波数が下側の帯域の周波数の整数倍であ
るようなシステムで特に有益である。例えば、ＰＣＮ周
波数帯域はＧＳＭ周波数帯域のそれのほぼ２倍であるの
で、ＰＣＮ向けにはＬ＝２×λ／２の長さ、ＧＳＭ向け
にはＬ＝１×λ／２の長さを有する伝送線を使用するこ
とができる。
【００４３】いずれのスイッチを通る送信される又は受
信される信号も１つだけであるので、最高の性能を得る
べくスイッチを最適化することができる。例えば、送信
スイッチを大電力動作向けに選択し、受信スイッチを低
雑音、小型サイズとなるように選択することができる。
更に、高帯域及び低帯域の双方に、共有されない固有の
スイッチが割り当てられるので、スイッチの挿入損及び
帯域幅を最小限とすることができる。
【００４４】図１１−１４は、移動電話の固有の（統
合）アンテナ又は外付けアンテナでの受信又は送信を行
うときの両方の帯域についての全ての可能なスイッチ位
置を示す。図１１ａ及び１１ｂでは、各スイッチのため
に上記の伝送線（Ｌ１−Ｌ８と称する）の使用を必要と
する距離だけスイッチ同士が離れていると仮定されてい
る。図１２−１４では、下側の帯域のスイッチ同士が互
いに非常に接近しており、上側の帯域のスイッチ同士も
互いに非常に接近していると仮定されている。この場
合、伝送線Ｌ１及びＬ２は低帯域スイッチ及び高帯域ス
イッチの間にだけ位置する。移動電話には２つの別々の
アンテナがあっても良く、或いは１つの複合デュアルバ
ンド・アンテナがあっても良い。
【００４５】図１１−１４に示されている切換装置は、
外付けアンテナを使用するとき（例えば車両のアンテナ
を使用するとき）、ロスと望ましくない放射とを少なく
するために移動電話の統合アンテナがオフに切り換えら
れることを保証する。更に、受信中は送信装置は挿入損
を少なくするためにアンテナから切り離され、送信中は
挿入損を少なくし且つ入力濾波装置を簡単なものとする
ために受信装置はアンテナから切り離される。また、図
１１−１４の実施の形態は、従来の複式フィルタを不要
とするとともに、直列に結合されるスイッチを不要とし
且つそれに付き物の大きな挿入損を無くするものである
ことに注意しなければならない。従って、本発明のこの
実施の形態は、デジタル・デュアルバンド電話の挿入損
を少なくし、アンテナ結合装置を簡単にしたものであ
る。上で指摘したように、また本発明の他の幾つかの実
施の形態の場合と同様に、個々のスイッチをそれぞれの
周波数帯域内での受信又は送信のために個別に最適化す
ることができる。
【００４６】本発明をその好ましい実施の形態に関して
具体的に図示し解説したけれども、本発明の範囲から逸
脱せずにその形や細部を変更し得ることを当業者は理解
するであろう。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来のデュアルバンド移動電話の一部分を示す
ブロック図である。
【図２】デュプレクサを通してアンテナに結合された従
来の受信装置前段と送信装置電力増幅器との略図であ
る。
【図３】２つの受信装置前段と、送信装置電力増幅器
と、アンテナスイッチを通してアンテナに結合されるデ
ュプレクサとを含む従来のデュアルバンド移動電話の一
部分の略図である。
【図４】図３の回路を２つのアンテナのうちの一方に結
合させる従来の装置を示す。
【図５】２本の給電線を有する単一のデュアルバンド・
アンテナを用いることにより図４のアンテナスイッチを
無くした本発明の第１の実施の形態を示す。
【図６】デュプレクサを２つのアンテナスイッチに結合
させるためにインピーダンス整合長の伝送線を使用する
本発明の好ましい実施の形態の１つを示す。
【図７】インピーダンス整合長の伝送線を使用する本発
明の現在好ましい実施の形態を示す。
【図８】図６及び７の実施の形態において帯域２（ＴＤ
ＭＡ）デュプレクサの代わりに使用することのできる従
来の回路を示す。
【図９】シングルバンド移動電話において２つのアンテ
ナのうちの一方への結合のための従来の装置を示す。
【図１０】インピーダンス整合長の伝送線を使用する、
シングルバンド移動電話において２つのアンテナのうち
の一方への結合のための本発明の好ましい実施の形態を
示す。
【図１１】受信スロット及び送信スロットのためにそれ
ぞれ統合アンテナを使用する下側周波数帯域用の切換装
置を示す。
【図１２】受信スロット及び送信スロットのためにそれ
ぞれ外付けアンテナを使用する下側周波数帯域用の切換
装置を示す。
【図１３】受信スロット及び送信スロットのためにそれ
ぞれ統合アンテナを使用する上側周波数帯域用の切換装
置を示す。
【図１４】受信スロット及び送信スロットのためにそれ
ぞれ外付けアンテナを使用する上側周波数帯域用の切換
装置を示す。
【符号の説明】
５、５’ デュプレクサ １２ デュアルバンド・アンテナ １４、１６ アンテナスイッチ １ａ 外付けアンテナコネクタ Ｌ１−Ｌ８ 伝送線

Claims (25)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 第１周波数帯域で動作可能な第１送受信
    装置と第２周波数帯域で動作可能な第２送受信装置とを
    包含し、更に第１アンテナポート及び第２アンテナポー
    トを有する種類の無線電話に使用されるアンテナ切換回
    路において：前記第１送受信装置の入出力ポートに結合
    された第１ノードを各々有する伝送線の第１の対（Ｌ１
    及びＬ４）が設けられており、Ｌ１の第２ノードは前記
    第１アンテナポートに切り換え可能に結合され、Ｌ４の
    第２ノードは前記第２アンテナポートに切り換え可能に
    結合されており；前記第２送受信装置の入出力ポートに
    結合された第１ノードを各々有する伝送線の第２の対
    （Ｌ２及びＬ３）が設けられており、Ｌ２の第２ノード
    は前記第１アンテナポートに切り換え可能に結合され、
    Ｌ３の第２ノードは前記第２アンテナポートに切り換え
    可能に結合されており；Ｌ１の第２ノードが前記第１ア
    ンテナポートに結合されているとき、Ｌ２及びＬ４の双
    方の第２ノードは開回路とされ且つＬ３の第２ノードは
    前記第２アンテナポートに結合されており；Ｌ２の第２
    ノードが前記第１アンテナポートに結合されていると
    き、Ｌ１及びＬ３の双方の第２ノードは開回路とされ且
    つＬ４の第２ノードは前記第２アンテナポートに結合さ
    れるようになっていることを特徴とするアンテナ切換回
    路。
  2. 【請求項２】 前記伝送線の長さは：前記第１周波数帯
    域についてはＬ１＝Ｌ４＝λ／２であり；前記第２周波
    数帯域についてはＬ２＝Ｌ３＝λ／２であることを特徴
    とする請求項１に記載のアンテナ切換回路。
  3. 【請求項３】 前記第１周波数帯域は約８００ＭＨｚの
    周波数を含み、前記第２周波数帯域は約１９００ＭＨｚ
    の周波数を含むことを特徴とする請求項１に記載のアン
    テナ切換回路。
  4. 【請求項４】 前記第１アンテナポートは統合アンテナ
    に結合され、前記第２アンテナポートは外付けアンテナ
    に結合されるようになっていることを特徴とする請求項
    １に記載のアンテナ切換回路。
  5. 【請求項５】 前記第１送受信装置は二重周波数変調
    （ＦＭ）されたＲＦ信号を送受信し、前記第２送受信装
    置は時分割多重接続（ＴＤＭＡ）位相変調されたＲＦ信
    号を送受信することを特徴とする請求項１に記載のアン
    テナ切換回路。
  6. 【請求項６】 前記第１及び第２の送受信装置の双方に
    ついてのアンテナ・インピーダンスは約５０オームであ
    ることを特徴とする請求項１に記載のアンテナ切換回
    路。
  7. 【請求項７】 前記第１送受信装置の前記入出力ポート
    は第１デュプレクサに結合され、前記第２送受信装置の
    前記入出力ポートは第２デュプレクサに結合されている
    ことを特徴とする請求項１に記載のアンテナ切換回路。
  8. 【請求項８】 前記第１送受信装置の前記入出力ポート
    はデュプレクサに結合され、前記第２送受信装置の前記
    入出力ポートは送信／受信スイッチに結合されているこ
    とを特徴とする請求項１に記載のアンテナ切換回路。
  9. 【請求項９】 第１周波数帯域で動作可能な第１送受信
    装置と第２周波数帯域で動作可能な第２送受信装置とを
    包含し、更に第１アンテナポート及び第２アンテナポー
    トを有する種類の無線電話に使用されるアンテナ切換回
    路において：前記第１アンテナポートに結合された第１
    ノードを各々有する伝送線の第１の対（Ｌ１及びＬ２）
    が設けられており、Ｌ１の第２ノードは前記第１送受信
    装置の入出力ポートに切り換え可能に結合され、Ｌ２の
    第２ノードは前記第２送受信装置の入出力ノードに切り
    換え可能に結合されており；前記第２アンテナポートに
    結合された第１ノードを各々有する伝送線の第２の対
    （Ｌ３及びＬ４）が設けられており、Ｌ３の第２ノード
    は前記第１送受信装置の前記入出力ポートに切り換え可
    能に結合され、Ｌ４の第２ノードは前記第２送受信装置
    の前記入出力ノードに切り換え可能に結合されており；
    Ｌ１の第２ノードが前記第１送受信装置の前記入出力ポ
    ートに結合されているとき、Ｌ２及びＬ３の双方の第２
    ノードは開回路とされ且つＬ４の第２ノードは前記第２
    送受信装置の前記入出力ポートに結合されており；Ｌ２
    の第２ノードが前記第２送受信装置の前記入出力ポート
    に結合されているとき、Ｌ１及びＬ４の双方の第２ノー
    ドは開回路とされ且つＬ３の第２ノードは前記第１送受
    信装置の前記入出力ポートに結合されるようになってい
    ることを特徴とするアンテナ切換回路。
  10. 【請求項１０】 前記伝送線の長さは：前記第１周波数
    帯域についてはＬ２＝Ｌ４＝λ／２であり；前記第２周
    波数帯域についてはＬ１＝Ｌ３＝λ／２であることを特
    徴とする請求項９に記載のアンテナ切換回路。
  11. 【請求項１１】 前記第１周波数帯域は約８００ＭＨｚ
    の周波数を含み、前記第２周波数帯域は約１９００ＭＨ
    ｚの周波数を含むことを特徴とする請求項９に記載のア
    ンテナ切換回路。
  12. 【請求項１２】 前記第１アンテナポートは統合アンテ
    ナに結合され、前記第２アンテナポートは外付けアンテ
    ナに結合されるようになっていることを特徴とする請求
    項９に記載のアンテナ切換回路。
  13. 【請求項１３】 前記第１送受信装置は二重周波数変調
    （ＦＭ）されたＲＦ信号を送受信し、前記第２送受信装
    置は時分割多重接続（ＴＤＭＡ）位相変調されたＲＦ信
    号を送受信することを特徴とする請求項９に記載のアン
    テナ切換回路。
  14. 【請求項１４】 前記第１及び第２の送受信装置の双方
    についてのアンテナ・インピーダンスは約５０オームで
    あることを特徴とする請求項９に記載のアンテナ切換回
    路。
  15. 【請求項１５】 前記第１送受信装置の前記入出力ポー
    トは第１デュプレクサに結合され、前記第２送受信装置
    の前記入出力ポートは第２デュプレクサに結合されてい
    ることを特徴とする請求項９に記載のアンテナ切換回
    路。
  16. 【請求項１６】 前記第１送受信装置の前記入出力ポー
    トはデュプレクサに結合され、前記第２送受信装置の前
    記入出力ポートは送信／受信スイッチに結合されている
    ことを特徴とする請求項９に記載のアンテナ切換回路。
  17. 【請求項１７】 Ｌ１の前記第２ノード及びＬ３の前記
    第２ノードは第１スイッチを通して前記第１送受信装置
    の前記入出力ポートに結合され、Ｌ２の前記第２ノード
    及びＬ４の前記第２ノードは第２スイッチを通して前記
    第２送受信装置の前記入出力ポートに結合され、前記第
    １スイッチは前記第１周波数帯域内の周波数についての
    挿入損を最小とするように選択され、前記第２スイッチ
    は前記第２周波数帯域内の周波数についての挿入損を最
    小とするように選択されることを特徴とする請求項９に
    記載のアンテナ切換回路。
  18. 【請求項１８】 送信時に第１周波数帯域で動作可能な
    送信装置と受信時に第２周波数帯域で動作可能な受信装
    置とを含み、更に第１アンテナポート及び第２アンテナ
    ポートを有する種類の無線電話に使用されるアンテナ切
    換回路において：第１ノード及び第２ノードを各々有す
    る伝送線の対（Ｌ１及びＬ２）が設けられており、Ｌ２
    の第１ノードは前記受信装置の入力ポートに結合され、
    Ｌ１の第１ノードは前記送信装置の出力ポートに結合さ
    れており；前記受信装置の前記入力ポートを前記第１ア
    ンテナポートに結合させる第１切換状態を有する第１ス
    イッチが設けられており、前記第１スイッチは更に前記
    送信装置の前記出力ポートをＬ１の第２モードを通して
    前記第１アンテナポートに結合させる第２切換状態を有
    し、前記第１スイッチの前記第１切換状態ではＬ１の前
    記第２ノードは開回路とされ；前記第１スイッチと同調
    して操作されるようになっていて、前記送信装置の前記
    出力ポートを前記第２アンテナポートに結合させる第１
    切換状態を有する第２スイッチが設けられており、前記
    第２スイッチは更に前記受信装置の前記入力ポートをＬ
    ２の前記第２ノードを通して前記第２アンテナポートに
    結合させる第２切換状態を有し、前記第２スイッチの前
    記第１切換状態ではＬ２の前記第２ノードは開回路とさ
    れることを特徴とするアンテナ切換回路。
  19. 【請求項１９】 前記伝送線の長さは：前記第１周波数
    帯域についてはＬ１＝λ／２であり；前記第２周波数帯
    域についてはＬ２＝λ／２であることを特徴とする請求
    項１８に記載のアンテナ切換回路。
  20. 【請求項２０】 前記第１アンテナポートは統合アンテ
    ナに結合され、前記第２アンテナポートは外付けアンテ
    ナに結合されるようになっていることを特徴とする請求
    項１８に記載のアンテナ切換回路。
  21. 【請求項２１】 デュアルバンド無線電話に使用される
    アンテナ切換回路において：送信時及び受信時に第１周
    波数帯域で動作可能な第１送信装置と第１受信装置とが
    設けられており；送信時及び受信時に第２周波数帯域で
    動作可能な第２送信装置と第２受信装置とが設けられて
    おり；第１アンテナポートが設けられており；第２アン
    テナポートが設けられており；第１ノード及び第２ノー
    ドを各々有する伝送線の第１の対（Ｌ１及びＬ２）が設
    けられており、Ｌ１の前記第２ノードは前記第１アンテ
    ナポートに結合され、Ｌ２の前記第２ノードは前記第２
    アンテナポートに結合されており；前記第１受信装置の
    入力ポートを前記第１アンテナポートに結合させる第１
    切換状態を有する第１スイッチが設けられており、前記
    第１スイッチは更に前記第１受信装置の前記入力ポート
    をＬ２の前記第１ノードに結合させ、Ｌ２を通して前記
    第２アンテナポートに結合させる第２切換状態を有し；
    前記第１送信装置の出力ポートを前記第１アンテナポー
    トに結合させる第１切換状態を有する第２スイッチが設
    けられており、前記第２スイッチは更に前記第１送信装
    置の前記出力ポートをＬ２の前記第１ノードに結合さ
    せ、Ｌ２を通して前記第２アンテナポートに結合させる
    第２切換状態を有し；前記第２受信装置の入力ポートを
    Ｌ１の前記第１ノードに結合させ、Ｌ１を通して前記第
    １アンテナポートに結合させる第１切換状態を有する第
    ３スイッチが設けられており、前記第３スイッチは更に
    前記第２受信装置の前記入力ポートを前記第２アンテナ
    ポートに結合させる第２切換状態を有し；前記第２送信
    装置の出力ポートをＬ１の前記第１ノードに結合させ、
    Ｌ１を通して前記第１アンテナポートに結合させる第１
    切換状態を有する第４スイッチが設けられており、前記
    第４スイッチは更に前記第２送信装置の前記出力ポート
    を前記第２アンテナポートに結合させる第２切換状態を
    有し；前記第１、第２、第３及び第４のスイッチは、前
    記無線電話の動作中、何時でも、前記スイッチのうちの
    ３つが前記第１切換状態又は前記第２切換状態の一方と
    なっており、前記スイッチのうちの残りの１つが他方の
    切換状態となっている様に制御されることを特徴とする
    アンテナ切換回路。
  22. 【請求項２２】 前記第１周波数帯域は前記第２周波数
    帯域のほぼ２倍であることを特徴とする請求項２１に記
    載のアンテナ切換回路。
  23. 【請求項２３】 Ｌ１及びＬ２の長さは：前記第１周波
    数帯域についてはＬ１＝Ｌ２＝λ／２であり；前記第２
    周波数帯域についてはＬ１＝Ｌ２＝２（λ／２）である
    ことを特徴とする請求項２１に記載のアンテナ切換回
    路。
  24. 【請求項２４】 デュアルバンド無線電話に使用される
    アンテナ切換回路において：送信時及び受信時に第１周
    波数帯域で動作可能な第１送信装置と第１受信装置とが
    設けられており；送信時及び受信時に第２周波数帯域で
    動作可能な第２送信装置と第２受信装置とが設けられて
    おり；第１アンテナポートが設けられており；第２アン
    テナポートが設けられており；第１ノード及び第２ノー
    ドを各々有する８つの伝送線（Ｌ１−Ｌ８）が設けられ
    ており、Ｌ１、Ｌ３、Ｌ５及びＬ７の前記第２ノードは
    前記第１アンテナポートに結合され、Ｌ２、Ｌ４、Ｌ
    ６、及びＬ８の前記第２ノードは前記第２アンテナポー
    トに結合されており；前記第１受信装置の入力ポートを
    Ｌ１の前記第１ノードに結合させ、Ｌ１を通して前記第
    １アンテナポートに結合させる第１切換状態を有する第
    １スイッチが設けられており、前記第１スイッチは更に
    前記第１受信装置の前記入力ポートをＬ２の前記第１ノ
    ードに結合させ、Ｌ２を通して前記第２アンテナポート
    に結合させる第２切換状態を有し；前記第１送信装置の
    出力ポートをＬ３の前記第１ノードに結合させ、Ｌ３を
    通して前記第１アンテナポートに結合させる第１切換状
    態を有する第２スイッチが設けられており、前記第２ス
    イッチは更に前記第１送信装置の前記出力ポートをＬ４
    の前記第１ノードに結合させ、Ｌ４を通して前記第２ア
    ンテナポートに結合させる第２切換状態を有し；前記第
    ２受信装置の入力ポートをＬ５の前記第１ノードに結合
    させ、Ｌ５を通して前記第１アンテナポートに結合させ
    る第１切換状態を有する第３スイッチが設けられてお
    り、前記第３スイッチは更に前記第２受信装置の前記入
    力ポートをＬ６の前記第１ノードに結合させ、Ｌ６を通
    して前記第２アンテナポートに結合させる第２切換状態
    を有し；前記第２送信装置の出力ポートをＬ７の前記第
    １ノードに結合させ、Ｌ７を通して前記第１アンテナポ
    ートに結合させる第１切換状態を有する第４スイッチが
    設けられており、前記第４スイッチは更に前記第２送信
    装置の前記出力ポートをＬ８の前記第１ノードに結合さ
    せ、Ｌ８を通して前記第２アンテナポートに結合させる
    第２切換状態を有し；前記第１、第２、第３及び第４の
    スイッチは、前記無線電話の動作中、何時でも、前記ス
    イッチのうちの３つが前記第１切換状態又は前記第２切
    換状態の一方となっており、前記スイッチのうちの残り
    の１つが他方の切換状態となっている様に制御されるこ
    とを特徴とするアンテナ切換回路。
  25. 【請求項２５】 Ｌ１−Ｌ８の長さは：前記第２周波数
    帯域についてはＬ１−Ｌ４＝λ／２であり；前記第１周
    波数帯域についてはＬ５−Ｌ８＝λ／２であることを特
    徴とする請求項２４に記載のアンテナ切換回路。
JP9212835A 1996-08-07 1997-08-07 無線電話のアンテナ切換回路 Withdrawn JPH1093473A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

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US08/692,496 1996-08-07
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