JPH11313002A - アンテナ切り替え回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は、２つの異なる送信周波数帯に対応
する場合、２つの送信用波数帯それぞれにて良好な通過
損失を得ることができるアンテナ切り替え回路を提供す
るものである。 【解決手段】受信及び送信を行うアンテナに接続される
アンテナ端子２と、送信系回路ＴＸに接続されて送信信
号が供給される送信端子１と、受信信号を受信系回路Ｒ
Ｘに供給する受信端子３とを有し、アンテナの送受信動
作を切り替えるアンテナ切り替え回路である。そして、
送信端子１とアンテナ端子２との間を第１スイッチ素子
８を配置するとともに、前記受信端子３とアンテナ端子
２との間にストリップ線路１２を配置し、該ストリップ
線路１２の受信端子側とグランド電位との間に第２スイ
ッチ素子１４を配置するとともに、前記ストリップ線路
１２の途中よりグラウンド電位に接続される第３スイッ
チ素子１３を配置した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はストリップラインを
有する高周波回路、特にλ／４波長のストリップ線路を
利用したアンテナ切り替え回路に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】携帯電話機などで用いられるアンテナ切
り替え回路は、図１のように送信系回路ＴＸと受信回路
ＲＸにて同じアンテナANT を共有するために、このアン
テナANT と送信回路ＴＸとの間および受信回路ＲＸとの
間の接続を切り替える用途で用いられる。

【０００３】このアンテナ切り替え回路の構成としては
図５のようにストリップラインＳＬ₁₀とスイッチ素子Ｓ
Ｗ₁₁、スイッチ素子ＳＷ₁₂を組み合わせたものが、従来
より知られており、スイッチ素子ＳＷ₁₁、ＳＷ₁₂として
ＰＩＮダイオードを用いたこのアンテナ切り替え回路を
図６に示す。

【０００４】送信端子６１はコンデンサ６４を介してス
イッチ素子ＳＷ₁₁であるＰＩＮダイオード６５のアノー
ド側に接続され、このＰＩＮダイオード６５のカソード
側はコンデンサ６６を介してアンテナ端子６２ならびに
ストリップ線路６７（図５ではＳＬ₁₀) に接続される。

【０００５】このストリップ線路６７は送信端子６１に
入力される送信信号周波数のλ／４となるような線路長
を持ちコンデンサ６８を介して受信端子６３に接続され
るとともに、受信端子側とグラウンド電位との間にＰＩ
Ｎダイオード６９が接続される。このＰＩＮダイオード
６５、６９にバイアス電流を与え、スイッチ素子Ｓ
Ｗ₁₁、ＳＷ₁₂としてＯＮ／ＯＦＦ動作させるためにコン
トロール端子７２より抵抗７１とコイル７０がＰＩＮダ
イオード６５のアノード側に接続される。

【０００６】ここでコンデンサ６４、６６、６８はＰＩ
Ｎダイオード６５、６９に流れるバイアス電流がアンテ
ナ切り替え回路の外に流れ出すことを防止するためのカ
ップリングコンデンサである。また、コイル７０はコン
トロール端子７２と送信端子６１間をハイインピーダン
スに保ち、送信信号がコントロール端子７２に流れるこ
とを防ぐために用いられる。

【０００７】この回路において送信時にはコントロール
端子７２より加えた正の電圧によりＰＩＮダイオード６
５、６９はバイアス電流が流れＯＮ状態となり、送信端
子６１とアンテナ端子６２間はＰＩＮダイオード６５に
よりほとんど損失がなく接続される。

【０００８】また、アンテナ端子６２と受信端子６３間
のストリップ線路６７はＰＩＮダイオード６９により受
信端子６３側で接地されるためショートスタブとして動
作するが、このストリップ線路６７が送信周波数のλ／
４となるような線路長を持つためにアンテナ端子６２と
受信端子６３間は高インピーダンス状態となりアンテナ
端子６２と受信端子６３は切り離された状態となる。従
って、送信端子６１に入力された送信信号は、受信端子
６３側にほとんど流れずにアンテナ端子６２に伝送され
る。

【０００９】また受信時にはコントロール端子７２に負
の逆バイアス電圧を加えるか、Ｌｏｗ状態としてＰＩＮ
ダイオード６５、６９を共にＯＦＦさせることで送信端
子６１とアンテナ端子６２の問を切断状態とする一方、
アンテナ端子６２と受信端子６３間のストリップ線路６
７は伝送線路として動作するため、アンテナ端子６２と
受信端子６８間はほとんど損失がなく接続される状態と
なる。

【００１０】従って、アンテナ端子６２に入力された受
信信号は、送信端子６１側にほとんど流れずに受信端子
６３に伝送される。

【００１１】以上のようにコントロール端子７２に加え
る電圧により、アンテナ切り替え回路はアンテナ端子６
２と送信端子６１・受信端子６３間の接続を切り替える
スイッチ回路として動作する。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】このアンテナ切り替え
回路では、ストリップ線路６７が送信信号周波数のλ／
４波長となる線路長を持つように構成されているが、送
信時にストリップ線路６７がＰＩＮダイオード６９によ
り接地され、ショートスタブとなりインピーダンスが無
限大となるのは送信信号周波数の波長λに対してストリ
ップ線路長が（１＋２ｎ）λ／４（ｎ＝０、１・・・）
となる時である。この時のストリップ線路のインピーダ
ンスと周波数の関係を図７に示す。従って、この従来の
アンテナ切り替え回路では送信信号周波数が、（１＋２
ｎ）λ／４の関係が成り立たない周波数では、ストリッ
プ線路７が十分な高インピーダンス状態とならずに送信
端子６１とアンテナ端子６２間の損失が多くなるという
欠点があった。

【００１３】この時のアンテナ切り替え回路における送
信端子とアンテナ端子間の損失と周波数の関係を図８に
示す。従って、この従来のアンテナ切り替え回路では送
信信号が広帯域でのスイッチ動作は行なえず、特に携帯
電話端末において２つの周波数帯に対応するデユアルバ
ンド端末では２つの周波数帯それぞれにて良好な通過損
失を得ることができないという問題があった。

【００１４】本発明は上述の問題点に鑑みて案出したも
のであり、その目的は、２つの異なる送信周波数帯に対
応する場合、２つの送信用波数帯それぞれにて良好な通
過損失を得ることができるアンテナ切り替え回路を提供
するものである。

【００１５】

【課題を解決するための手段】本発明は、受信及び送信
を行うアンテナに接続されるアンテナ端子と、送信系回
路に接続されて送信信号が供給される送信端子と、受信
信号を受信系回路に供給する受信端子とを有し、アンテ
ナの送受信動作を切り替えるアンテナ切り替え回路にお
いて、前記送信端子とアンテナ端子との間に第１スイッ
チ素子を配置するとともに、前記受信端子とアンテナ端
子との間にストリップ線路を配置し、且つ該ストリップ
線路の受信端子側とグランド電位との間に第２のスイッ
チ素子を配置するとともに、前記ストリップ線路の途中
よりグラウンド電位に接続される第３のスイッチ素子を
配置するとともに、受信時においては、第１スイッチ素
子乃至第３スイッチ素子をＯＦＦ状態として、受信信号
をアンテナ端子から前記ストリップ線路及び受信端子を
介して受信系回路に導出し、送信時においては、前記第
１スイッチ素子及び第２スイッチ素子をＯＮ状態とし、
且つ第３スイッチ素子のＯＮ／ＯＦＦ動作によって、前
記ストリップ線路を所定周波数に対してハイインピーダ
ンス化させて、送信端子に供給される前記所定周波数の
送信信号が受信端子側に流れないようにしたアンテナ切
り替え回路である。

【００１６】

【作用】本発明はストリップ線路とスイッチ素子からな
るアンテナスイッチ回路において、このストリップ線路
を第１の送信周波数帯Ｆ₁ のλ／４波長の長さとし、さ
らにこのストリップ線路において第２の送信周波数帯Ｆ
₂ のλ／４波長の長さとなる位置に、ストリップ線路と
グラウンド電極との間を開放／短絡動作させるスイッチ
素子追加する。

【００１７】このスイッチ素子の開放／短絡動作を切り
替えることにより、アンテナ切り替え回路の送信動作時
に、ショートスタブとして動作するストリップ線路の線
路長が切り替わる。従って、ストリップ線路がこの２つ
の送信周波数帯Ｆ₁ 、Ｆ₂ にて最適となり、この送信周
波数帯Ｆ₁ 、Ｆ₂ ともに良好な通過損失を得ることがで
きる。

【００１８】以上に加えて、ストリップ線路において第
２の送信周波数帯Ｆ₂ のλ／４波長の長さとなる位置
に、第２の受信端子を設けることによりデュアルバンド
の受信系への接続を簡単に行なえる。

【００１９】

【発明の実施の形態】本発明のアンテナ切り替え回路を
図面に基づいて詳説する。

【００２０】図１は、本発明の携帯用電話装置の概略回
路構成図であり、図２はアンテナ切り替え回路の回路図
である。図２において、１は送信端子、２はアンテナ端
子、３は受信端子、８は第１スイッチ素子、１４は第２
スイッチ素子、１３は第３スイッチ素子である。尚、図
の実施例では、各スイッチ素子ともにＰＩＮ接合された
ダイオードを用いた例を示している。

【００２１】送信端子１は、このアンテナ切り替え回路
の外部側に、変調回路、バッフアアンプなどから成る通
信装置の送信系回路ＴＸが接続されている。即ち、送信
した信号が所定周波数のキャリア信号に重畳され、増幅
されて、この送信端子１に供給される。

【００２２】また、受信端子３は、このアンテナ切り替
え回路の外部側に、バンドパスフィルタ、ミキサー、通
過帯域フィルタなどから成る通信装置の受信系回路ＲＸ
が接続されている。即ち、アンテナ切り替え回路の受信
端子３から得られた信号は、バンドパスフィルタで所定
受信周波数帯域が抽出され、さらに１回又は２回の局部
発振信号との周波数混合合成処理により、受信チャンネ
ルに応じた信号信号成分のみを選択して、復調処理され
る。

【００２３】また、アンテナ端子２は、このアンテナ切
り替え回路の外部側に、送信信号を空中に放出し、受信
信号を受信するアンテナが接続されている。

【００２４】送信端子１は、コンデンサ６を介して第１
のスイッチ素子であるＰＩＮダイオード８のアノード側
に接続され、このＰＩＮダイオード８のカソード側はコ
ンデンサ７を介してアンテナ端子２ならびにストリップ
線路１２に接続される。このストリップ線路１２は送信
端子１に入力される第１の送信周波数Ｆ₁ のλ／４波長
の長さの線路長を有し、コンデンサ１５を介して受信端
子３に接続される。このストリップ線路１２の受信端子
側に第２スイッチ素子であるＰＩＮダイオード１４のア
ノードが接続され、また、カソード側がグラウンド電極
に接続される。

【００２５】さらにこのストリップ線路１２において、
第２の送信周波数Ｆ₂ のλ／４波長となる位置に第３ス
イッチングであるＰＩＮダイオード１３のアノードが接
続されカソード側はコンデンサ１６に接続する。この第
３スイッチ素子のＰＩＮダイオード１３のＯＮ／ＯＦＦ
を切り替える第２コントロール端子５にはストリップ線
路１１を介して、ＰＩＮダイオード１３のカソード側に
接続される。ここでストリップ線路１１は第２の送信周
波数Ｆ₂ のλ／４波長となる長さを有し、この第２コン
トロール端子５とＰＩＮダイオード１３のカソード間を
ハイインピーダンスに保つために用いる。

【００２６】またコンデンサ１６はＰＩＮダイオード１
３のカソード側とグラウンド電位との間を高周波的にシ
ョートするため用いる。ＰＩＮダイオード８、１３、１
４にバイアス電流を与えスイッチ素子としてＯＮ／ＯＦ
Ｆ動作させるために第１コントロール端子４より抵抗１
０とコイル９がＰＩＮダイオード８のアノード側に接続
される。ここでコンデンサ６、７、１５はＰＩＮダイオ
ードに流れるバイアス電流がアンテナスイッチ回路の外
に流れ出ることを防止するためのカップリングコンデン
サであり、コイル９は第１コントロール端子４と送信端
子１との間をハイインピーダンスに保ち、送信信号が第
１コントロール端子４に流れることを防ぐために用いら
れる。

【００２７】受信時には第１コントロール端子４に負の
逆バイアス電圧を加えるか、Ｌｏｗ状態としてＰＩＮダ
イオード８、１３、１４共にＯＦＦさせることで、アン
テナ端子２と送信端子１との間をＰＩＮダイオード８に
より切断状態とする一方、アンテナ端子２と受信端子３
間のストリップ線路１２は伝送線路として動作し、アン
テナ端子２と受信端子３を接続する。このときの受信周
波数特性は平坦であり、２つの周波数帯域ともにアンテ
ナ端子２と受信端子３間の良好な挿入損失を得ることが
できる。

【００２８】送信時には第１コントロール端子４より加
えた正の電圧により、送信端子１とアンテナ端子２との
間にあるＰＩＮダイオード８をＯＮさせて接続状態とす
る。

【００２９】この時、第２コントロール端子５がＨｉの
場合、ＰＩＮダイオード１３はＯＦＦ、ＰＩＮダイオー
ド１４はＯＮとなり、ストリップ線路１２は第１の周波
数Ｆ₁のλ／４波長となる長さのショートスタブとして
動作して、ハイインピーダンス状態となり、アンテナ端
子２と受信端子３との間が切断された状態となる。 従
って、送信端子１に入力された第１の周波数Ｆ₁ の送信
信号は受信端子３側にほとんど流れずにアンテナ端子２
に伝送される。

【００３０】また同様に第２コントロール端子５がＬｏ
の場合にはＰＩＮダイオード１３、１４共にＯＮとなる
が、ストリップ線路１２は第２の周波数Ｆ₂ のλ／４波
長となる長さのショートスタブとして動作し、同様に第
２の周波数Ｆ₂ の送信信号は受信端子３側にほとんど流
れずにアンテナ端子２に伝送される。

【００３１】本発明の別の実施例を図３に示す。この実
施例ではアンテナ切り替え回路のストリップ線路におい
て、第２の送信周波数帯Ｆ₂ のλ／４波長の長さとなる
位置Ｐに、第２の受信端子３２を設ける。この時の動作
は上記実施例と同一であるが、この第２の受信端子３２
を設けることにより、デュアルバンドの受信系への接続
を簡単に行なえる。この実施例を用いたアンテナ切り替
え回路のブロック構成図を図４に示す。尚、図４におい
て、ＴＸ１は、所定周波数帯域Ｆ₁ の送信信号を送出す
る第１の送信系回路であり、ＴＸ２は、所定周波数帯域
Ｆ₂ の送信信号を送出する第２の送信系回路である。ま
た、ＲＸ１は、所定周波数帯域の受信信号を処理する第
１の受信系回路であり、ＲＸ２は、所定周波数帯域の受
信信号を処理する第２の受信系回路であり、ＳＷ₁ は、
第１スイッチ素子であり、図２、図３のＰＩＮダイオー
ド８に相当し、ＳＷ₂ は、第２スイッチ素子であり、図
２、図３のＰＩＮダイオード１４に相当し、ＳＷ₃ は、
第３スイッチ素子であり、図２、図３のＰＩＮダイオー
ド１３に相当する。

【００３２】以上の実施例においてはスイッチ素子とし
てＰＩＮダイオードを用いたが、これはトランジスタＦ
ＥＴ等を用いても同様である。

【００３３】

【発明の効果】以上のように、本発明のアンテナ切り替
え回路は、アンテナ端子と受信端子との間のストリップ
線路長を切り替えることにより、１つのアンテナ切り替
え回路において２つの送信周波数帯を簡単に切り替えて
使用することができ、所謂デュアルバンドへの対応が簡
単となる。また第２の受信端子を設けることにより、受
信側でのデュアルバンドの受信系への接続を簡単に行な
える。

【図面の簡単な説明】

【図１】アンテナ切り替え回路の周囲の構成を示すブロ
ック回路図である。

【図２】本発明のアンテナ切り替え回路の回路図であ
る。

【図３】本発明による第２の受信端子を有する別の実施
例の回路図である。

【図４】図３の構成を示すブロック回路図である。

【図５】従来のアンテナ切り替え回路の構成を示すブロ
ック回路図である。

【図６】従来のアンテナ切り替え回路の構成を示す回路
図である

【図７】従来のアンテナ切り替え回路の送信時における
ストリップ線路のインピーダンスと周波数の関係を示す
図である。

【図８】従来のアンテナ切り替え回路の送信時における
送信端子とアンテナ端子間の損失と周波数の関係示す図
である。

【符号の説明】

６・・・第１スイッチ素子（ＰＩＮダイオード） １４・・・第２スイッチ素子（ＰＩＮダイオード） １３・・・第３スイッチ素子（ＰＩＮダイオード） １２・・・ストリップ線路（ＳＬ） ６、１５・・・カップリングコンデンサ ９・・・チョークコイル １０・・・バイアス抵抗 １、６１・・・送信端子 ２、６２・・・アンテナ端子 ３、６３・・・受信端子 ３１・・・第１受信端子１ ３２・・・第２受信端子１ ４・・・第１コントロール端子 ５・・・第２コントロール端子 １１・・・ハイインピーダンスストリップ線路

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 受信及び送信を行うアンテナが接続され
   るアンテナ端子と、送信系回路に接続される送信端子
   と、受信系回路に接続される受信端子とを有し、 前記送信端子とアンテナ端子との間に第１スイッチ素子
   を配置し、前記受信端子とアンテナ端子との間にストリ
   ップ線路を配置し、且つ該ストリップ線路の受信端子側
   とグランド電位との間に第２スイッチ素子を配置すると
   ともに、前記ストリップ線路の途中よりグラウンド電位
   に接続される第３スイッチ素子を配置するとともに、 受信時においては、前記第１スイッチ素子乃至第３スイ
   ッチ素子をＯＦＦ状態として、受信信号を前記アンテナ
   端子から前記ストリップ線路及び受信端子を介して前記
   受信系回路に導出し、 送信時においては、前記第１スイッチ素子及び第２スイ
   ッチ素子をＯＮ状態とし、且つ第３スイッチ素子のＯＮ
   ／ＯＦＦ動作によって、前記ストリップ線路を所定周波
   数に対してハイインピーダンス化させて、送信端子に供
   給される前記所定周波数の送信信号が受信端子側に流れ
   ないようにしたことを特徴とするアンテナ切り替え回
   路。