DE19948964C2 - Schaltungsanordnung zum Herstellen einer unidirektionalen Verbindung zwischen Sende- und/oder Empfangsgeräten und einer Antenne - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltungsanordnung zum Herstellen einer unidirektionalen Verbindung zwischen einem mit einer ersten Frequenz arbeitenden ersten Sende- oder Empfangsgerät und einer Antenne einerseits sowie zwischen einem mit einer zweiten Frequenz arbeitenden zweiten Sende- oder Empfangsgerät und der Antenne andererseits, wobei jedes Sende- oder Empfangsgerät einen Anschluß zum Herstellen einer Verbindung mit der Antenne hat.

Wenn an eine Antenne mehrere Sende- und/oder Empfangsgeräte angeschlossen sind, die Sendesignale über die Antenne ab­ strahlen oder Empfangssignale über die Antenne empfangen sollen, muß dafür gesorgt werden, daß jeweils nur zwischen dem gerade in Betrieb befindlichen Sende- und/oder Empfangs­ gerät und der Antenne eine Verbindung besteht, während die anderen Geräte von der Antenne und den anderen Geräten ent­ koppelt sind. Der klassische Fall ist dabei die Verbindung einer Antenne mit einem Sendegerät und mit einem Empfangs­ gerät, wobei diese Verbindung über einen Antennenschalter erfolgt, der im Sendebetrieb dafür sorgt, daß nur eine Ver­ bindung zwischen dem Sendegerät und der Antenne besteht, während er im Empfangsfall nur das Empfangsgerät mit der Antenne verbindet. Diese Umschalt- bzw. Entkopplungsfunktion wird herkömmlicherweise mit Hilfe von Diodenschaltern er­ zielt, die über eigene Steuersignale jeweils in den ge­ wünschten Durchlaß- bzw. Sperrzustand versetzt werden. Diese Diodenschalter erfordern für eine Steuerung einen erhöhten Schaltungsaufwand.

Aus der DE 23 62 889 A1 ist eine Schaltungsanordnung der eingangs angegebenen Art bekannt, bei der zwischen einer Antenne und Sender/Empfänger passive Netzwerke angeordnet sind. Diese passiven Netzwerke sind jedoch so ausgestaltet, daß ihre Grenzfrequenz mit Hilfe eines von außen zugeführten Steuersignals verschoben werden kann. Es handelt sich bei diesen Netzwerken somit nicht um rein passive Netzwerke. Vergleichbare Schaltungsanordnungen sind auch aus der DE 43 43 719 C2 und der EP 0 729 239 A1 bekannt. Auch bei diesen bekannten Schaltungsanordnungen handelt es sich bei den zwi­ schen die Antenne und die Sender/Empfänger eingefügten Netz­ werke nicht um rein passive Netzwerke. In allen diesen Fällen sind zur Steuerung der Netzwerke eigene Steuersignale erforderlich.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schaltungs­ anordnung der eingangs angegebenen Art so auszugestalten, daß ausschließlich mit passiven Mitteln die gewünschte Umschalt- bzw. Entkopplungswirkung zwischen den jeweils mit der Antenne zu verbindenden bzw. von dieser zu entkoppeln­ den Geräten erzielt wird.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe gelöst durch ein Filter mit symmetrischen Anschlüssen, dessen Durchlaßband die erste und die zweite Frequenz umfaßt, wobei die Antenne mit einem der Anschlüsse des Filters verbunden ist, ein erstes, gegen Masse geschaltetes passives Netzwerk zwischen einer Leitung eines weiteren Anschlusses des Filters und dem Anschluß des ersten Sende- oder Empfangsgeräts, das bei der zweiten Frequenz den Anschluß des ersten Sende- oder Empfangsgeräts nach Masse kurzschließt, und ein zweites, gegen Masse ge­ schaltetes passives Netzwerk zwischen der anderen Leitung eines weiteren Anschlusses des Filters und dem Anschluß des zweiten Sende- oder Empfangsgeräts, das bei der ersten Frequenz den Eingang des zweiten Sende- oder Empfangsgeräts nach Masse kurzschließt.

In der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung wird zwischen die Antenne und die Sende- und/oder Empfangsgeräte ein Fil­ ter eingefügt, das symmetrische Anschlüsse aufweist. Diese Ausgestaltung des Filters ermöglicht es, mit der einen Leitung eines symmetrischen Anschlusses ein Gerät und mit der anderen Leitung dieses symmetrischen Anschlusses das andere Gerät anzuschließen. Die mit den Leitungen dieses symmetri­ schen Anschlusses des Filters verbundenen passiven Netzwerke sorgen dafür, daß je nach der gerade vorliegenden Frequenz das eine oder das andere der angeschlossenen Geräte mit der Antenne verbunden wird. Der Anschluß des jeweils anderen Geräts ist dabei kurzgeschlossen, so daß es entkoppelt ist. Durch die Verwendung der passiven Netzwerke sind keine be­ sonderen zusätzlichen Schaltungsmaßnahmen erforderlich, um die gewünschte Verbindung des jeweils in Betrieb befindli­ chen Geräts mit der Antenne herzustellen und gleichzeitig das andere Gerät von der Antenne zu entkoppeln.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.

In der bevorzugten Ausgestaltung des Anspruchs 2 ist das eine Gerät ein Sendegerät und das andere Gerät ein Empfangs­ gerät, wobei die Kombination aus dem Filter mitsymmetri­ schen Anschlüssen und den passiven Netzwerken die klassische Aufgabe eines Antennenschalters übernimmt, der dafür sorgt, daß jeweils nur das in Betrieb befindliche Gerät mit der Antenne verbunden ist, während das andere Gerät entkoppelt ist. In der bevorzugten Ausführung gemäß Anspruch 3 sind die passiven Netzwerke einfache Serienresonanzkreise, die sich mit einfachen Mitteln realisieren lassen und die keinen zusätzlichen Aufwand für ihre Steuerung benötigen.

Die Erfindung wird nun anhand der Zeichnung beispielshalber erläutert, deren einzige Figur eine bevorzugte Ausführungs­ form der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung zeigt.

Die in der Zeichnung dargestellte Schaltungsanordnung 10 enthält ein Sendegerät 12, das mit einer ersten Frequenz arbeitet, sowie ein Empfangsgerät 14, das mit einer zweiten Frequenz arbeitet. Solche Geräte sind beispielsweise als Schaltungsmodule in jedem Mobiltelefon enthalten, das Signale senden und empfangen kann.

In der Schaltungsanordnung 10 wird sowohl zum Aussenden von Signalen als auch zum Empfang von Signalen eine gemeinsame Antenne 16 benutzt, die über ein Filter 18 mit dem Sendege­ rät 12 und dem Empfangsgerät 14 in Verbindung steht. Dieses Filter 18 ist ein Bandfilter, das einen Frequenzbereich durchläßt, der die vom Sendegerät benutzte erste Frequenz und die vom Empfangsgerät benutzte zweite Frequenz enthält. Bei dem Filter 18 handelt es sich um ein Filter mit symme­ trischen Anschlüssen, wobei die eine Leitung des einen symmetrischen Anschlusses mit der Antenne verbunden ist, dessen andere Leitung an Masse liegt. Mit der einen Leitung des zweiten symmetrischen Anschlusses ist das Sendegerät 12 verbunden, während mit der anderen Leitung dieses symmetri­ schen Anschlusses das Empfangsgerät 14 verbunden ist.

Wie die Zeichnung zeigt, liegt an dem Ausgangsanschluß 20 des Sendegeräts und dem Eingangsanschluß 22 des Empfangsge­ räts jeweils ein passives Netzwerk 24 bzw. 26, das in der hier beschriebenen Ausführung jeweils aus einem Serienreso­ nanzkreis aus einem Kondensator C1 und einer Spule L1 bzw. aus einem Kondensator C2 und einer Spule L2 besteht. Das nicht mit dem Kondensator verbundene Ende der Spule ist jeweils an Masse gelegt.

Die Werte des Kondensators C1 und der Spule L1 sind so ge­ wählt, daß die Resonanzfrequenz des von diesen Bauelementen gebildeten Serienresonanzkreises gleich der zweiten Frequenz ist, mit der das Empfangsgerät 14 arbeitet. Die Werte des Kondensators C2 und der Spule L2 sind so gewählt, daß die Resonanzfrequenz des von diesen Bauelementen gebildeten Serienresonanzkreises gleich der ersten Frequenz ist, mit der das Sendegerät 12 arbeitet.

Aufgrund der Wahl der Resonanzfrequenzen der beiden passiven Netzwerke 24 und 26 wird folgendes Verhalten der beschriebe­ nen Schaltungsanordnung erreicht: Wenn das Sendegerät 12 arbeitet, gibt es an seinem Ausgangsanschluß 20 ein Signal mit der ersten Frequenz ab, das vom Filter 18 zur Antenne 16 durchgelassen wird. Der Serienresonanzkreis aus dem Konden­ sator C1 und der Spule L1 befindet sich nicht in Resonanz, so daß nur eine sehr hochohmige Verbindung zwischen dem Ausgangsanschluß 20 und Masse vorhanden ist. Die Übertragung des vom Sendegerät 12 abgegebenen Signals zur Antenne 16 wird daher nur unwesentlich beeinflußt. Dagegen befindet sich der vom Kondensator C2 und der Spule L2 gebildete Serienresonanzkreis bei der ersten Frequenz in Resonanz, was zur Folge hat, daß zwischen dem Eingangsanschluß 22 des Empfangsgeräts 14 und Masse ein Kurzschluß besteht. Somit kann kein Signal mit der ersten Frequenz zum Eingangsan­ schluß 22 des Empfangsgeräts 14 gelangen.

Für den Fall, daß von der Antenne 16 Signale empfangen wer­ den, die die zweite Frequenz haben und somit zum Empfangsge­ rät 14 gelangen sollen, werden diese Signale vom Filter 18 zum Eingangsanschluß 22 des Empfangsgeräts 14 durchgelassen, weil in diesem Fall der vom Kondensator C2 und der Spule L2 gebildete Serienresonanzkreis nicht in Resonanz ist, also eine sehr hohe Impedanz hat, so daß die Verbindung zwischen der Antenne und dem Eingangsanschluß 22 kaum beeinträchtigt wird. Der Serienresonanzkreis aus dem Kondensator C1 und der Spule L1 befindet sich dagegen bei der zweiten Frequenz in Resonanz, so daß der Ausgangsanschluß 20 des Sendegeräts 12 nach Masse kurzgeschlossen ist. Die Empfangssignale können daher nicht zum Ausgangsanschluß 20 des Sendegeräts 12 gelangen.

Die beiden passiven Netzwerke 24 und 26 übernehmen somit die Funktion eines Antennenschalters, der jeweils nur eine Ver­ bindung zwischen dem gerade arbeitenden Gerät 12 oder 14 und der Antenne herstellt, je nachdem, mit welcher Frequenz gerade gearbeitet wird.

Voraussetzung für die geschilderte Funktion ist die Verwen­ dung eines Filters 18, das zumindest für die Verbindung mit dem Sendegerät und dem Empfangsgerät 14 einen symmetrischen Anschluß aufweist. Ein solches Filter ist beispielsweise ein SAW-Filter, wie es beispielsweise von der Firma S + M Components unter der Typenbezeichnung B4678 hergestellt und vertrieben wird.

Im obigen Beispiel sind an das Filter 18 ein Sendegerät 12 und ein Empfangsgerät 14 angeschlossen. Es ist natürlich auch möglich, falls es die jeweilige Anwendung erfordert, an das Filter 18 auch zwei Sendegeräte oder zwei Empfangsgeräte anzuschließen, die jeweils mit unterschiedlichen Frequenzen arbeiten, so daß abhängig von der jeweiligen Betriebsfre­ quenz das eine oder das andere Gerät mit der Antenne 16 ver­ bunden wird.

Die beschriebene Schaltungsanordnung 10 läßt sich mit sehr einfachen Mitteln verwirklichen, und sie erfordert keinerlei zusätzliche Maßnahmen, beispielsweise die Erzeugung eigener Steuersignale, für die gewünschte Selektion eines der mit dem Filter 18 verbundenen Geräte.

Claims (3)

1. Schaltungsanordnung zum Herstellen einer unidirektionalen Verbindung zwischen einem mit einer ersten Frequenz arbei­ tenden ersten Sende- oder Empfangsgerät und einer Antenne einerseits sowie zwischen einem mit einer zweiten Frequenz arbeitenden zweiten Sende- oder Empfangsgerät und der Anten­ ne andererseits, wobei jedes Sende- oder Empfangsgerät einen Anschluß zum Herstellen einer Verbindung mit der Antenne hat, gekennzeichnet durch ein Filter (18) mit symmetrischen Anschlüssen, dessen Durchlaßband die erste und die zweite Frequenz umfaßt, wobei die Antenne (16) mit einem der An­ schlüsse des Filters (18) verbunden ist, ein erstes, gegen Masse geschaltetes passives Netzwerk (24) zwischen einer Leitung eines weiteren Anschlusses des Filters (18) und dem Anschluß (20) des ersten Sende- oder Empfangsgeräts (12), das bei der zweiten Frequenz den Anschluß (20) des ersten Sende- oder Empfangsgeräts (12) nach Masse kurzschließt, und ein zweites, gegen Masse geschaltetes passives Netzwerk (26) zwischen der anderen Leitung dieses weiteren Anschlusses des Filters (18) und dem Eingang (22) des zweiten Sende- oder Empfangsgeräts (14), das bei der ersten Frequenz den An­ schluss (22) des zweiten Sende- oder Empfangsgeräts (14) nach Masse kurzschließt.

2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mit der einen Leitung des weiteren symmetrischen Anschlusses des Filters (18) ein Sendegerät (12) und mit der anderen Leitung des weiteren symmetrischen Anschlusses des Filters (18) ein Empfangsgerät (14) verbunden ist, wobei bei Betrieb des Sendegeräts (12) mit der ersten Frequenz eine unidirektionale Verbindung zwischen dem Sendegerät (12) und der Antenne (16) besteht und der Anschluß (22) des Empfangs­ geräts (14) nach Masse kurzgeschlossen ist, während bei Betrieb des Empfangsgeräts (14) mit der zweiten Frequenz eine unidirektionale Verbindung zwischen der Antenne (16) und dem Empfangsgerät (14) besteht und der Anschluß (20) des Sendegeräts (12) nach Masse kurzgeschlossen ist.

3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die passiven Netzwerke (24, 26) Serienre­ sonanzkreise (C1, L1; C2, L2) sind, die jeweils zwischen den Leitungen des symmetrischen Anschlusses des Filters (18) und Masse liegen, wobei die Resonanzfrequenz des einen Serienre­ sonanzkreises (C2, L2) der ersten Frequenz und die Resonanz­ frequenz des anderen Serienresonanzkreises (C1, L1) der zweiten Frequenz entspricht.