JP4213552B2 - 外部アンテナ検出回路、無線機器及び外部アンテナ切替回路 - Google Patents

Description

本発明は、固有の構成機器を接続した状態と、外部機器を接続した状態とを切り換えることのできる外部アンテナ検出回路、当該外部アンテナ検出回路を用いた無線機器及び外部アンテナ切替回路に関する。

携帯電話機のような無線機器を車両等に搭載する場合に、無線機器に本来装備された固有のアンテナに代えて、車両等に装備された外部アンテナが接続されたり、試験のため擬似負荷や計測機等が接続されたりする場合（以下、これらの接続を外部接続といい、外部接続される機器を外部機器という。）がある。外部接続を可能にするためには、無線機器に固有機器及び外部機器の接続を切り換える切換え手段が必要である。また、外部接続がされているか否かは無線機器の運用条件に関わるため、外部接続の有無を検出する検出手段も必要である。

図２（ａ）は、従来の切換え手段及び検出手段（以下、これらを合わせて外部アンテナ検出回路という。）を用いた無線機器の構成の一例を示すブロック図である。送信機及び受信機から構成された無線部１から出力された送信信号のうち、直流成分はキャパシタ２でしゃ断され、交流成分のみが切換え手段を構成するスイッチ機能付きコネクタ３の共通端子３１に到達する。共通端子３１の直流電位は、直列に接続された抵抗４及び５を介して非ゼロの直流電圧Ｖｐによってプルアップされている。このＶｐを抵抗５及び４により分圧しキャパシタ６で安定化した値を、制御監視部７に内蔵する直流電圧計７１が監視するようにして検出手段を構成する。また、端子３２はインダクタ８を介して接地点に接続され、その直流電位はゼロである。図２（ａ）においては、無線部１を除く以上の構成を一点鎖線で囲み、外部アンテナ検出回路９として表している。

図２（ｂ）及び（ｃ）は、スイッチ機能付きコネクタ３の端子間接続について説明する図である。まず、図２（ｂ）に示すように、端子３３が何も接続されない開放状態にある場合には、共通端子３１及び端子３２の間が短絡状態にある。次に、図２（ｃ）に示すように、端子３３に負荷（この図では、外部アンテナ１０）が接続された場合には、共通端子３１及び端子３２の間が開放状態にある。すなわち、このスイッチ機能付きコネクタ３は、単極双投型のスイッチとして機能する。

したがって、スイッチ機能付きコネクタ３の端子３３が開放状態にある場合には、上記の送信信号の交流成分は端子３２及び給電部１１を経て、当該無線機器固有のアンテナ１２に給電される。ここで、給電部１１はアンテナ１２との間のインピーダンス整合機能を有するものである。なお、インダクタ８は交流成分に対しては十分大きいインピーダンスとして作用する交流抑圧素子であるから、送信信号の交流成分に対してはほとんど影響しない。このとき共通端子３１は、端子３２及びインダクタ７を介して接地点に直流的に短絡され、直流電圧計７１には、プルアップ電圧Ｖｐを抵抗５及び４で分圧した値が印加される。

一方、スイッチ機能付きコネクタ３の端子３３に外部アンテナ１０が接続された場合には、上記の送信信号の交流成分は端子３３を経て外部アンテナ１０に給電される。なお、端子３３には外部アンテナ１０以外に、試験の目的で擬似負荷や計測器が接続される場合もある。このとき共通端子３１の直流電位は、端子３２との間が開放されているため、Ｖｐに等しい値にまでプルアップされ、直流電圧計７１にも電圧Ｖｐが印加される。制御監視部７は、直流電圧計７１に印加される電圧がＶｐの分圧された値かＶｐそのものであるかの相違により、外部接続の有無を認識することができる。しかし、外部接続がされた場合にこの共通端子３１に印加された電圧Ｖｐは端子３３を介して外部アンテナ１０その他の外部機器にも印加され、これらの外部機器に悪影響を与える場合がある。

上述した従来技術以外に、無線機器固有のアンテナと外部機器を、機械的な手段を用いることなく切り換えることのできる提案がなされている（例えば、特許文献１参照。）。この特許文献１に開示された他の従来技術は、無線部からの送信出力を分岐して、固有のアンテナに対しては４分の１波長の線路長、外部機器に対しては４分の３波長の線路長をそれぞれ介して給電するように切換え回路を構成し、外部接続の有無によって固有のアンテナの給電点のインピーダンスを自動的に調整するというものである。

しかし、上記の特許文献１に開示された他の従来技術の場合は、外部アンテナ検出回路の構成が複雑であると共に切換え状態の監視をすることができず、また利用可能な交流信号の周波数がきわめて狭帯域に限定されるという問題があった。

上述した図２の従来技術の外部アンテナ検出回路は、外部アンテナを検出するための直流電圧の印加により外部機器に悪影響を与えるという問題があった。又、特許文献１に記載された他の従来技術の外部アンテナ検出回路は、回路構成が複雑になるという問題があった。

本発明は上記問題を解決するためになされたもので、シンプルな回路構成で且つ外部アンテナの検出において外部機器に悪影響を及ぼすことのない外部アンテナ検出回路及びこれを用いた無線機器を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明の外部アンテナ検出回路は、外部機器の外部アンテナの接続有無を検出する外部アンテナ検出回路において、第１の端子、第２の端子及び第３の端子を有し、前記第１の端子が前記第２の端子に短絡されると共に前記第１の端子と前記第３の端子の間が開放された第１の状態と、前記外部アンテナが前記第３の端子に接続されて前記第１の端子が前記第３の端子に短絡されると共に前記第１の端子と前記第２の端子の間が開放された第２の状態とを切り換える切換え手段と、前記切換え手段が前記第２の状態のとき前記第２の端子が予め設定された所定の電位となるよう前記第２の端子に対し電圧を印加する電圧印加手段と、前記第２の端子の電位が前記予め設定された所定の電位である場合に、前記外部アンテナが前記第３の端子に接続されていることを検出する検出手段とを具備することを特徴とする。

本発明によれば、シンプルな回路構成で且つ外部機器に悪影響を及ぼすことなく外部アンテナを検出できる構成を実現することが可能である。

以下、図面を参照して本発明の実施例を説明する。

以下、図１を参照して、本発明の実施例１を説明する。図１は、本発明の実施例１に係る外部アンテナ検出回路を用いた無線機器の構成を表したブロック図である。図中に番号を付して示した構成は、すべて図２（ａ）と共通であるので、個別の説明は省略する。この図の図２（ａ）との第１の相違は、インダクタ８がスイッチ機能付きコネクタ３の端子３２ではなく共通端子３１に接続されて、共通端子３１と接地点を直流的に短絡する点である。また、第２の相違は、抵抗４が共通端子３１ではなく端子３２に接続されて、抵抗５と共に端子３２の直流電位をプルアップするように構成された点である。

次に、本発明の実施例１に係る外部アンテナ検出回路の動作について説明する。まず、スイッチ機能付きコネクタ３の端子３３が開放状態にある場合には、無線部１から出力された送信信号の交流成分は、キャパシタ２、共通端子３１及びこれに短絡された端子３２並びに給電部１１を経て、アンテナ１２に給電される。この動作は、図２（ａ）におけるものと同様である。このとき端子３２は、共通端子３１及びインダクタ８を介して接地点に直流的に短絡され、直流電圧計７１には、プルアップ電圧Ｖｐを抵抗５及び４で分圧した値が印加される。直流電圧計７１にプルアップ電圧Ｖｐを抵抗５及び４で分圧した値が印加されている場合は、制御監視部７は、コネクタ３の端子３３に外部アンテナ１０が接続されているとは検出しない。この点は、結果的に図２（ａ）の場合と同様である。

一方、スイッチ機能付きコネクタ３の端子３３に外部アンテナ１０が接続された場合には、上記の送信信号の交流成分は端子３３を経て外部アンテナ１０に給電される。このとき端子３２の直流電位は、共通端子３１との間が開放されているため、Ｖｐに等しい値にまでプルアップされ、直流電圧計７１にもＶｐが印加される。直流電圧計７１にプルアップ電圧Ｖｐが印加されている場合、制御監視部７は、コネクタ３の端子３３に外部アンテナ１０が接続されていると検出する。このように制御監視部７では、図２（ａ）の場合と同様にして、直流電圧計７１に印加される電圧がＶｐの分圧された値かＶｐそのものであるかの相違により外部アンテナ１０の接続の有無を認識することができる。

共通端子３１はインダクタ８を介して接地点に直流的に短絡されているから、その直流電位はゼロである。このため、外部アンテナ１０が端子３３に接続された場合は、端子３３の直流電位は端子３１と同じくゼロであるので、端子３３を介して外部機器へゼロでない直流電圧が印加されることがない。なお、外部アンテナ１０が端子３３に接続された場合は、端子３２の直流電位はプルアップ電圧Ｖｐに等しい値までプルアップされているが、共通端子３１と端子３２との間は開放されているため、共通端子３１及び端子３３を介してプルアップ電圧Ｖｐが外部機器に印加されることはない。

したがって、図２（ａ）の場合と異なり、共通端子３１に印加された非ゼロの直流電圧が端子３３を介して外部アンテナ１０その他の外部機器にも印加されることで外部機器に悪影響を与えるということがない。

以上の実施例１においては、端子３２の直流電位を抵抗４及び５を経てプルアップすると共に、プルアップ電圧Ｖｐを抵抗５及び４で分圧した値を直流電圧計７１が監視するように構成した。これに対して、抵抗４を省き、端子３２の直流電位を抵抗５のみでプルアップすると共に、当該電位を直流電圧計７１が直接監視するように構成することもできる。その場合、直流電圧計７１が監視する電位は、外部接続がされないときゼロ、外部接続がされたときＶｐとなる。

本発明の実施例１によれば、切換えの状態をスイッチ機能付きコネクタ３の共通端子３１ではなく負荷側の端子３２を通じて監視するように外部アンテナ検出回路を構成したことにより、端子３３に外部機器を接続したときも、プルアップ用の直流電圧が外部機器に印加されないようにすることができる。

本発明の実施例１に係る外部アンテナ検出回路を用いた無線機器のブロック図。 （ａ）は従来の外部アンテナ検出回路を用いた無線機器のブロック図。（ｂ）及び（ｃ）はスイッチ機能付きコネクタ３の端子間接続の説明図。

符号の説明

１ 無線部
２、６ キャパシタ
３ スイッチ機能付きコネクタ
３１ 共通端子
３２、３３ 端子
４、５ 抵抗
７ 制御監視部
７１ 直流電圧計
８ インダクタ
９ 外部アンテナ検出回路
１０ 外部アンテナ
１１ 給電部
１２ アンテナ

Claims (11)

1. 外部機器の外部アンテナの接続有無を検出する外部アンテナ検出回路において、
   第１の端子、第２の端子及び第３の端子を有し、前記第１の端子が前記第２の端子に短絡されると共に前記第１の端子と前記第３の端子の間が開放された第１の状態と、前記外部アンテナが前記第３の端子に接続されて前記第１の端子が前記第３の端子に短絡されると共に前記第１の端子と前記第２の端子の間が開放された第２の状態とを切り換える切換え手段と、
   前記切換え手段が前記第２の状態のとき前記第２の端子が予め設定された所定の電位となるよう前記第２の端子に対し電圧を印加する電圧印加手段と、
   前記第２の端子の電位が前記予め設定された所定の電位である場合に、前記外部アンテナが前記第３の端子に接続されていることを検出する検出手段と
   を具備することを特徴とする外部アンテナ検出回路。
2. 外部機器の外部アンテナの接続有無を検出する外部アンテナ検出回路において、
   ２端を有し、一端に入力される信号の直流成分をしゃ断する直流しゃ断素子と、
   前記直流しゃ断素子の他端に接続された第１の端子に加えて第２の端子及び第３の端子を有し、前記第１の端子が前記第２の端子に短絡されると共に前記第１の端子と前記第３の端子の間が開放された第１の状態と、前記外部アンテナが前記第３の端子に接続されて前記第１の端子が前記第３の端子に短絡されると共に前記第１の端子と前記第２の端子の間が開放された第２の状態とを切り換える切換え手段と、
   ２端を有し、一端が前記第１の端子に接続されると共に他端が接地点に接続され、前記信号の交流成分を抑圧する交流抑圧素子と、
   前記切換え手段が前記第２の状態のとき前記第２の端子が予め設定された所定の電位となるよう前記第２の端子に対し電圧を印加する電圧印加手段と、
   前記第２の端子の電位が前記予め設定された所定の電位である場合に、前記外部アンテナが前記第３の端子に接続されていることを検出する検出手段とを
   具備することを特徴とする外部アンテナ検出回路。
3. 前記切換え手段は、前記第３の端子に前記外部アンテナが接続されていない場合は前記第１の状態をとり、前記第３の端子に前記外部アンテナが接続された場合は前記第２の状態をとるように構成されたスイッチ機能付きコネクタであることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の外部アンテナ検出回路。
4. 前記電圧印加手段は、前記第２の端子を、抵抗素子を介してゼロでない直流電圧によりプルアップし、前記検出手段は前記第２の端子に入力端が接続された直流電圧測定手段を含むことを特徴とする請求項２に記載の外部アンテナ検出回路。
5. 前記電圧印加手段は、前記第２の端子を、直列に接続された第１及び第２の抵抗素子を介してゼロでない直流電圧によりプルアップし、前記検出手段は前記第１及び第２の抵抗素子相互の接続端に入力端が接続された直流電圧測定手段を含むことを特徴とする請求項２に記載の外部アンテナ検出回路。
6. アンテナ及び無線手段を有し、且つ、外部機器の外部アンテナと接続可能な無線機器において、
   前記無線手段に接続された第１の端子と、前記アンテナに接続された第２の端子と、前記外部アンテナが着脱可能に接続可能な第３の端子を有し、前記第１の端子が前記第２の端子に短絡されると共に前記第１の端子と前記第３の端子の間が開放された第１の状態と、前記外部アンテナが前記第３の端子に接続されて前記第１の端子が前記第３の端子に短絡されると共に前記第１の端子と前記第２の端子の間が開放された第２の状態とを切り換える切換え手段と、
   前記切換え手段が前記第２の状態にある場合に前記第２の端子が予め設定された所定の電位になるよう電圧を印加する電圧印加手段と、
   前記第２の端子の電位が前記予め設定された所定の電位である場合に、前記外部アンテナが前記第３の端子に接続されていることを検出する検出手段と
   を具備することを特徴とする無線機器。
7. アンテナを備えると共に外部機器の外部アンテナと接続可能な無線機器において、
   直流成分及び交流成分を含み、前記アンテナに給電される信号を出力する手段と、
   ２端を有し、一端が前記出力する手段の出力端に接続され、前記信号の直流成分をしゃ断する直流しゃ断素子と、
   前記直流しゃ断素子の他端に接続された第１の端子及び前記アンテナの給電手段に接続された第２の端子並びに第３の端子を有し、前記第１の端子が前記第２の端子に短絡されると共に前記第１の端子と前記第３の端子の間が開放された第１の状態と、前記外部アンテナが前記第３の端子に接続されて前記第１の端子が前記第３の端子に短絡されると共に前記第１の端子と前記第２の端子の間が開放された第２の状態との間を切り換える切換え手段と、
   ２端を有し、一端が前記第１の端子に接続されると共に他端が接地点に接続され、前記信号の交流成分を抑圧する交流抑圧素子と、
   前記切換え手段が前記第２の状態のとき前記第２の端子が予め設定された所定の電位となるよう前記第２の端子に対し電圧を印加する電圧印加手段と、
   前記第２の端子の電位が前記予め設定された所定の電位である場合に、前記外部アンテナが前記第３の端子に接続されていることを検出する検出手段とを
   具備することを特徴とする無線機器。
8. 前記切換え手段は、前記第３の端子に前記外部アンテナが接続されていない場合は前記第１の状態をとり、前記第３の端子に前記外部アンテナが接続された場合は前記第２の状態をとるように構成されたスイッチ機能付きコネクタであることを特徴とする請求項６又は請求項７に記載の無線機器。
9. 前記電圧印加手段は、前記第２の端子を、抵抗素子を介してゼロでない直流電圧によりプルアップし、前記検出手段は前記第２の端子に入力端が接続された直流電圧測定手段を含むことを特徴とする請求項７に記載の無線機器。
10. 前記電圧印加手段は、前記第２の端子を、直列に接続された第１及び第２の抵抗素子を介してゼロでない直流電圧によりプルアップし、前記検出手段は前記第１及び第２の抵抗素子相互の接続端に入力端が接続された直流電圧測定手段を含むことを特徴とする請求項７に記載の無線機器。
11. 外部機器の外部アンテナの接続へ切り替える外部アンテナ切替回路において、
    第１の端子並びに第２及び第３の端子を有し、前記第１の端子が前記第２の端子に短絡されると共に前記第１の端子と前記第３の端子の間が開放された第１の状態と、前記外部アンテナが前記第３の端子に接続されて前記第１の端子が前記第３の端子に短絡されると共に前記第１の端子と前記第２の端子の間が開放された第２の状態とを切り換える切換え手段と、
    前記切換え手段が前記第２の状態のとき前記第２の端子が予め設定された所定の電位となるよう前記第２の端子に対し電圧を印加する電圧印加手段と、
    を具備することを特徴とする外部アンテナ切替回路。

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