JP2001257619A - アンテナ切り替え回路 - Google Patents

アンテナ切り替え回路

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JP2001257619A
JP2001257619A JP2000070835A JP2000070835A JP2001257619A JP 2001257619 A JP2001257619 A JP 2001257619A JP 2000070835 A JP2000070835 A JP 2000070835A JP 2000070835 A JP2000070835 A JP 2000070835A JP 2001257619 A JP2001257619 A JP 2001257619A
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antenna
switch
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switching
circuit
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Taira O
平 王
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  • Waveguide Switches, Polarizers, And Phase Shifters (AREA)
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 多数のアンテナを切り替えることができる低
挿入損失のアンテナ切り替え回路を提供すること。 【解決手段】 アンテナスイッチ35のアンテナ端子に
一端が共通接続された一対のλg/4ストリップ線路7
1,72を設ける。この一対のλg/4ストリップ線路
71,72のうち一方の他端をスイッチ73でショート
してこの一方をハイインピーダンス状態、他方の他端を
スイッチ73で開放状態にしてこの他方をインピーダン
ス“0”とすることにより、λg/4ストリップ線路7
1,72の他端に接続された一対のアンテナ51,52
のうちいずれか一方を選択する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、移動体通信端末な
どに使用されるアンテナ切り替え回路に関する。
【0002】
【従来の技術】移動体通信端末などに使用される従来の
アンテナ切り替え回路を説明するために、従来の移動体
通信端末の送受信回路を図4に示す。この回路において
は、受信時は、外部アンテナ31または内蔵アンテナ3
2で受信された信号が各アンテナの整合回路33,34
とアンテナスイッチ35およびバンドパスフィルタ36
を介して低雑音増幅器37に供給される。そして、この
低雑音増幅器37で増幅された信号がバンドパスフィル
タ38を介して局部発振器39の出力信号とともに混合
器40に入る。そして、この混合器40で中間周波数に
周波数変換された信号がバンドパスフィルタ41を介し
て中間周波数IC42に入り、この中間周波数IC42
内で第2周波数変換とリミッタ処理された後、BBIC
43に出力される。
【0003】一方、送信時は、BBIC43から出力さ
れたI,Q信号が中間周波数IC42に供給されて変調
と周波数変換が行われた後、バンドパスフィルタ44を
介してAGC増幅器45に入る。そして、このAGC増
幅器45で増幅された信号がバンドパスフィルタ46を
介してハイパワー増幅器47に入り、このハイパワー増
幅器47で電力増幅された信号がアイソレータ48とア
ンテナスイッチ35、さらには各アンテナの整合器3
3,34介して外部アンテナ31または内蔵アンテナ3
2に供給される。
【0004】以上の説明から分かるように、従来は、バ
ンドパスフィルタ36〜アイソレータ48よりなる送受
信及びBBIC回路部49に対してアンテナスイッチ3
5でアンテナ31,32を切り替えている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、アンテ
ナをアンテナスイッチ35で切り替える方法では、図の
ように外部アンテナ31、1本と内蔵アンテナ32、1
本しか切り替えることができず、アンテナの選択性に貧
しい。したがって、多数のアンテナを設けておいて、こ
の多数のアンテナを切り替えて常に最良の送受信状態を
得るような動作法は実現できない。また、移動体通信端
末の設計段階で、多数のアンテナを設けておいて、これ
を切り替えて比較、検討、評価することにより、能率よ
く、より性能の高い端末を開発することができない。
【0006】そこで、アンテナスイッチを直列に複数段
接続して、アンテナの切り替え本数を増大させることが
考えられるが、アンテナスイッチの場合は、0.5dB
〜1.0dBの挿入損失があるため、複数個直列に使用
すると、送信パワーと受信感度に影響を与える。
【0007】本発明は上記の点に鑑みなされたもので、
多数のアンテナを切り替えることができる低挿入損失の
アンテナ切り替え回路を提供することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明のアンテナ切り替
え回路は、内部回路に接続されたアンテナスイッチと、
このアンテナスイッチのアンテナ端子に一端が共通接続
された複数のλg/4ストリップ線路と、このλg/4
ストリップ線路の他端に接続され、1つのλg/4スト
リップ線路の他端をオープン、他のλg/4ストリップ
線路の他端をショートするスイッチと、前記λg/4ス
トリップ線路の各他端に接続された複数のアンテナとを
具備することを特徴とする。
【0009】このアンテナ切り替え回路において、複数
のλg/4ストリップ線路、このλg/4ストリップ線
路他端のスイッチ、前記λg/4ストリップ線路各他端
の複数のアンテナは、アンテナスイッチの複数のアンテ
ナ端子のそれぞれに対して設けることができる。また、
λg/4ストリップ線路他端のスイッチは、半導体スイ
ッチあるいは機械的スイッチとすることができる。さら
に、λg/4ストリップ線路他端のスイッチは、受信電
界強度により切り替え制御されるようにすることが好ま
しい。また、本発明のアンテナ切り替え回路は具体的に
は移動体通信端末のアンテナ切り替え回路として用いら
れる。
【0010】
【発明の実施の形態】次に添付図面を参照して本発明に
よるアンテナ切り替え回路の実施の形態を詳細に説明す
る。図2は本発明のアンテナ切り替え回路が使用される
移動体通信端末を示すブロック図である。この図におい
て、1は端末全体を制御するMPUであり、マイクロコ
ンピュータ(以下CPUと言う)21、ROM22、R
AM23、クロック源24およびI/Oポート25で構
成される。ここで、CPU21は、クロック源24から
供給されるクロックに同期して、ROM22に格納され
ている動作処理手順を規定するプログラムに従って、指
定された処理をRAM23からの演算データおよび外部
情報を用いて実行する。また、CPU21はI/Oポー
ト25を介してMPU1以外の他部と接続され、信号や
データの授受がなされる。
【0011】キー入力部2は電話番号入力、各種動作モ
ードの設定等を行う。表示部3はキー入力部2から入力
された各種情報や電話機の状態を表示するもので、LC
Dで構成される。振動モータ4(振動駆動回路を含む)
は着信時や各種動作時に動作して、それらを知らせる。
【0012】RF送受信回路7は、アンテナ6で受信し
た信号を増幅および周波数変換してベースバンドIC
(BBIC)に信号を出力するRF受信回路と、BBI
Cからの信号を変調、周波数変換および増幅してアンテ
ナ6に送信信号として出力するRF送信回路からなり、
アンテナ6とRF受信回路およびRF送信回路との接続
は図示しない切り替え回路により行われる。BBIC8
はCPU21によって制御され、音声信号やRF信号を
処理する。このBBIC8の出力である音声信号は、A
F回路9でデジタル信号からアナログ信号に変換された
のち増幅されスピーカ10を駆動する。また、マイクロ
ホン11からの音声信号は、AF回路9で増幅とアナロ
グ・デジタル変換が行われた後ベースバンドIC8に出
力され、さらにRF送受信回路7を介して高周波信号と
してアンテナ6より送信される。
【0013】図1は、本発明のアンテナ切り替え回路の
実施の形態を示す回路図で、図2のアンテナ6、RF送
受信回路7およびBBIC8部分に相当する。図1にお
いて、バンドパスフィルタ36〜アイソレータ48より
なる送受信及びBBIC回路部49は、図4の従来例と
同一であるから、図4の各部と同一部分に図4と同一符
号を付すことによりその説明を省略する。
【0014】図1の回路では、第1外部アンテナ51と
第2外部アンテナ52が設けられ、この第1、第2外部ア
ンテナ51,52が第1切り替え部55で切り替えられ
る。また、第1内蔵アンテナ56と第2内蔵アンテナ5
7が設けられ、この第1、第2内蔵アンテナ56,57
が第2切り替え部60で切り替えられる。そして、これ
ら第1切り替え部55と第2切り替え部60で選択され
た外部アンテナと内蔵アンテナとが、前記送受信及びB
BIC回路部(内部回路)49に接続されたアンテナス
イッチ35で切り替えられる。
【0015】第1切り替え部55と第2切り替え部60
は同一構成である。そこで、外部アンテナ側の第1切り
替え部55を参照して、以下第1および第2切り替え部
55,60について詳述する。
【0016】第1切り替え部55は、第1および第2λ
g/4ストリップ線路71,72とスイッチ73を有す
る。スイッチ73は、スイッチングICによる半導体ス
イッチ、あるいは機械的スイッチである。第1および第
2λg/4ストリップ線路71,72は、λg/4長5
0Ωストリップ線路(ただし、λgは伝送線路内の波長
で、λg=3×1010/(f0√εr)(cm)であり、
εrは比誘電率、fは電波周波数)である。第1λg/
4ストリップ線路71の一端と第2λg/4ストリップ
線路72の一端は、アンテナスイッチ35の外部アンテ
ナ側第1アンテナ端子351に共通接続される。一方、
第1λg/4ストリップ線路71の他端は前記スイッチ
73の第1固定端子731に接続され、第2λg/4ス
トリップ線路72の他端は前記スイッチ73の第2固定
端子732に接続される。このスイッチ73の可動端子
733は接地される。また、第1λg/4ストリップ線
路71の他端に第1外部アンテンナ51が整合回路53
を介して接続され、第2λg/4ストリップ線路72の
他端には第2外部アンテナ52が整合回路54を介して
接続される。
【0017】このように構成された第1切り替え部55
において、いま、スイッチ73の可動端子733を第1
固定端子731に接続すると、第1λg/4ストリップ
線路71の他端が接地に接続されてショート(終端)さ
れるから、第1λg/4ストリップ線路71はハイイン
ピーダンス状態となる。このとき、スイッチ73の第2
固定端子732に接続された第2λg/4ストリップ線
路72の他端はオープン(開放)となるので、第2λg
/4ストリップ線路72はインピーダンスZ=0とな
る。したがって、スイッチ73の可動端子733を第1
固定端子731に接続すると、第2外部アンテナ52が
整合回路54および第2λg/4ストリップ線路72を
介してアンテナスイッチ35の第1アンテナ端子351
に接続されるとともに、第1外部アンテナ51が第1λ
g/4ストリップ線路71によりアンテナスイッチ35
の第1アンテナ端子351から分離され、第2外部アン
テナ52が選択される。
【0018】一方、スイッチ73の可動端子733を第
2固定端子732に接続すると、上記とは逆に第2λg
/4ストリップ線路72の他端がショート、第1λg/
4ストリップ線路71の他端がオープンとなるので、第
2λg/4ストリップ線路72がハイインピーダンス状
態、第1λg/4ストリップ線路71がインピーダンス
“0”となる。したがって、第1外部アンテナ51が整
合回路53および第1λg/4ストリップ線路71を介
してアンテナスイッチ35の第1アンテナ端子351に
接続されるとともに、第2外部アンテナ52が第2λg/
4ストリップ線路72によりアンテナスイッチ35の第
1アンテナ端子351から分離され、第1外部アンテナ
51が選択される。
【0019】アンテナスイッチ35の内蔵アンテナ側第
2アンテナ端子352に接続された第2切り替え部60
は上記第1切り替え部55と同一であり、第1切り替え
部55と同様にして第1内蔵アンテナ56と第2内蔵ア
ンテナ57を切り替える。そして、これら第1切り替え
部55と第2切り替え部60で選択された外部アンテナ
と内蔵アンテナとがアンテナスイッチ35で切り替えら
れる。なお、第1および第2内蔵アンテナ56,57に
は、第1および第2外部アンテナ51,52と同様に整
合回路58,59が設けられる。
【0020】そして、以上のようにしてアンテナスイッ
チ35に第1および第2切り替え部55,60を追加す
れば、外部アンテナ2本と内蔵アンテナ2本の計4本のア
ンテナを切り替えることができる。したがって、多数の
アンテナの中から最適なアンテナを選択して常に最良の
送受信状態を得ることができる。例えば、図3に示すよ
うに移動体通信端末81に左右一対内蔵アンテナ56,
57を設けてこれを切り替えることにより、移動体通信
端末81を右耳に当てたとき(図3(a))と、左耳に
当てたとき(図3(b))の両方で例えば前側のアンテ
ナを動作させて、右耳当て、左耳当てに係わらず最良の
送受信状態とすることができる(従来のように左右一方
側にしかアンテナがない場合は、右耳に当てた状態でア
ンテナが前側にあっても、左耳に端末を移すと、アンテ
ナは頭の後側になってしまう)。また、上記のように多
数のアンテナを切り替えられると、移動体通信端末の設
計段階で、多数のアンテナを設けておいて、これを切り
替えて比較、検討、評価することにより、能率よく、よ
り性能の高い端末を開発することができる。さらに、上
記の切り替え部55,60はλg/4ストリップ線路7
1,72を使用した切り替え部であって、λg/4スト
リップ線路の場合は挿入損失が少ないので、上記のよう
にアンテナスイッチ35と直列に接続しても送信パワー
や受信感度などに影響を与えることはない。
【0021】なお、λg/4ストリップ線路71,72
をハイインピーダンス状態あるいはインピーダンス
“0”に設定するスイッチ73としては前述のようにス
イッチングICによる半導体スイッチあるいは機械的ス
イッチが使用されるが、機械的スイッチの場合は端末の
適宜の位置に設けて手動で接続状態を切り替える。一
方、スイッチングICによる半導体スイッチの場合は、
図2のキー入力部2中の所定のキーを押下してCPU2
1の制御の下、接続状態を切り替える。また、半導体ス
イッチの場合は、BBIC8,43からの受信電界強度
(RSSレベル)により最適な送受信状態(最適なアン
テナ切り替え状態)になるように自動的にスイッチ73
を切り替えることもできる。
【0022】なお、切り替え部55,60の各々に3つ
以上λg/4ストリップ線路を設け、このうち1つのλ
g/4ストリップ線路の他端をスイッチでオープン、他
のλg/4ストリップ線路の他端をスイッチでショート
するようにすれば、各切り替え部で3本以上のアンテナ
を切り替えることができる。また、上記の実施の形態
は、本発明のアンテナ切り替え回路を移動体通信端末に
使用した場合であるが、本発明のアンテナ切り替え回路
は、移動体通信端末以外の送信機、受信機、送受信機に
広く使用することができる。
【0023】
【発明の効果】以上詳細に説明したように本発明のアン
テナ切り替え回路によれば、多数のアンテナを切り替え
ることができ、かつ挿入損失を少なくすることができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明によるアンテナ切り替え回路の実施の形
態を説明するための回路図。
【図2】本発明のアンテナ切り替え回路が使用される移
動体通信端末を示すブロック図。
【図3】本発明のアンテナ切り替え回路が使用された移
動体通信端末の使用状態を示す斜視図。
【図4】従来のアンテナ切り替え回路を説明するため
に、従来の移動体通信端末の送受信回路を示す回路図。
【符号の説明】
35 アンテナスイッチ 351 第1アンテナ端子 352 第2アンテナ端子 49 送受信及びBBIC回路部 51 第1外部アンテナ 52 第2外部アンテナ 55 第1切り替え部 56 第1内蔵アンテナ 57 第2内蔵アンテナ 60 第2切り替え部 71 第1λg/4ストリップ線路 72 第2λg/4ストリップ線路 73 スイッチ

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 内部回路に接続されたアンテナスイッチ
    と、 このアンテナスイッチのアンテナ端子に一端が共通接続
    された複数のλg/4ストリップ線路と、 このλg/4ストリップ線路の他端に接続され、1つの
    λg/4ストリップ線路の他端をオープン、他のλg/
    4ストリップ線路の他端をショートするスイッチと、 前記λg/4ストリップ線路の各他端に接続された複数
    のアンテナとを具備することを特徴とするアンテナ切り
    替え回路。
  2. 【請求項2】 複数のλg/4ストリップ線路、このλ
    g/4ストリップ線路他端のスイッチ、前記λg/4ス
    トリップ線路各他端の複数のアンテナは、アンテナスイ
    ッチの複数のアンテナ端子のそれぞれに対して設けられ
    ることを特徴とする請求項1に記載のアンテナ切り替え
    回路。
  3. 【請求項3】 λg/4ストリップ線路他端のスイッチ
    は、半導体スイッチあるいは機械的スイッチであること
    を特徴とする請求項1または2に記載のアンテナ切り替
    え回路。
  4. 【請求項4】 λg/4ストリップ線路他端のスイッチ
    は、受信電界強度により切り替え制御されることを特徴
    とする請求項1または2に記載のアンテナ切り替え回
    路。
  5. 【請求項5】 移動体通信端末のアンテナ切り替え回路
    であることを特徴とする請求項1または2に記載のアン
    テナ切り替え回路。
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