JPS5855700B2 - アンテナ切替装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は４００ ＭＨｚ帯〜８００ＭＨｚ帯の無線機
に適したアンテナ切替装置に関するものである。

無線機において、送信と受信とにアンテナを共用する際
にアンテナ切替装置を使用することは古くから行われて
きたが、近時スイッチングダイオードを用いた固体化ア
ンテナ切替装置が広く用いられつＳある。

第１図は従来のこの種のアンテナ切替装置の一例を示す
回路図で、図において１は送受信共用のアンテナ、２は
送信出力端子、３は受信入力端子、４および５はそれぞ
れ送信側および受信側のスイッチングダイオード、６お
よび７はそれぞれ送信側および受信側の結合コンデンサ
、８は送信側スイッチングダイオード４をバイアスする
回路に挿入された高周波チョークコイル（ＲＦＣ）、９
は上記バイアス電流設定用の抵抗、１０は側路コンデン
サ、１１は上記バイアス電圧供給用電源端子、１２は受
信側スイッチングダイオード５に直列接続された側路コ
ンデンサ、１３は受信側スイッチングダイオード５にバ
イアス電圧を供給する電源端子、１４は受信側のインピ
ーダンス整合用コイル、１５，１６はいずれもインピー
ダンス整合用コンデンサである。

以上の構成で、送信時には送信側バイアス電源端子１１
に正の直流電圧を印加し、受信側バイアス電源端子１３
を接地すると両スイッチングダイオード４および５は順
方向にバイアスされ、抵抗９で定まる順方向電流が流れ
、■Ω以下の低抵抗（通常０．１Ω〜０．５Ω程度）と
なり、等価的に短絡状態と見なすことができる。

従ってコイル１４の受信側端子Ｂは高周波的に接地され
、このコイル１４とコンデンサ１５とで並列共振回路を
形成する。

この共振周波数を無線機の送信周波数に一致させておけ
ば、アンテナ１の接続点Ａから受信側を見たインピーダ
ンスはアンテナ１のインピーダンス（通常５０Ω程度）
より十分大きな値となる。

この状態で、送信出力端子２からアンテナ１の方向へ供
給される送信出力は結合コンデンサ６、スイッチングダ
イオード４を経て殆んど損失なくアンテナ１から放射さ
れる。

一方、このとき受信入力側はスイッチングダイオード５
が導通して一応高周波的には大地と短絡されてはいるが
、送信電力のもれ電力が受信段の初段の小信号用トラン
ジスタを破壊することのないように受信段入口に振幅制
限用ダイオードが設けられる。

（図には示されていない） 次に、受信時には受信側バイアス電源端子１３に正の直
流電圧を印加し、送信側バイア電源端子１１を接地する
と両スイッチングタ゛イオード４および５は逆バイアス
されて遮断し、単に数、Ｆ以下の小さな接合容量を呈す
るのみとなる。

そして、コンデンサ１５、コイル１４およびコンデンサ
１６とダイオード５の接合容量との並列容量は、アンテ
ナ１の特性インピーダンス（通常５０Ω程度）に等しい
特性インピーダンスを有する低域通過濾波器を形成する
。

従って、アンテナ１から入ってきた受信入力信号は接続
点Ａから送信機側を見たインピーダンスがスイッチング
ダイオード４の接合容量が直列に入っているため極めて
高いので、上記低域通過濾波器、結合コンデンサ７を経
て受信段へ供給される。

スイッチングダイオードを用いた従来のアンテナ切替装
置の動作は以上の通りであるが、この装置は１５０ Ｍ
Ｈｚ帯では十分な動作をするが、４００ＭＨｚ帯もしく
はそれ以上の高周波になると、次のような問題点を生じ
る。

すなわち、（１）個別部品をリード線を用いて配線して
構成されているので、スイッチングダイオード４，５の
リード線の寄生インダクタンス、コンデンサ１１．１６
の寄生インダクタンス、コイル１４の寄生容量などの影
響を受は組立て時の特性の再現性が悪く、量産性に乏し
くなる。

（２）スイッチングダイオード４の逆バイアス時の接合
容量のりアクタンス値が受信側の特性インピーダンス値
（通常５０Ω）に近づき、受信入力信号に対する損失が
大きくなり受信感度の低下をきたす。

この発明は以上のような点に鑑みてなされたもので、４
００ ＭＨｚ帯〜８００ ＭＨｚ帯の周波数帯でも使用
できる固体化アンテナ切替装置を提供せんとするもので
ある。

第２図はこの発明の基本的構成例を示す回路図で、図に
おいて、１７，１８はそれぞれ送信側および受信側に接
続され寄生インタフタンスの小さな複数個のスイッチン
グダイオードを直列接続してなる切替素子、１９はアン
テナ１から受信入力側通路に挿入され特性インピーダン
スがアンテナのそれに等しく、使用周波数で１／４波長
のストリップラインである。

さて、切替素子１γ、１８ではスイッチングダイオード
を複数個直列接続され、遮断時に示す接合容量は実効的
に減少させ得ることは明らかであるが、通常のダイオー
ドで構成したのでは導通時の寄生インダクタンスが大き
くなり、この面で高周波帯での使用に適さない。

第３図はこの発明のアンテナ切替装置に用いる切替素子
の一構成例を示し、第３図ａはその上面図、第３図すは
第３図ａのＢ−Ｂ線での断面図である。

図示のように絶縁物基体２０の表面に相互に電気的に絶
縁された第１、第２および第３のメタライズ電極２１，
２２および２３を形成する。

特に両端の第１および第２の電極２１および２２はそれ
ぞれ基板２０の上面から側面を経て下面に至るように形
成される。

そして、第１および第３のメタライズ電極２１および２
３の上にはそれぞれスイッチングダイオード・チップ２
４の一方の電極を適当な半田で融着し、しかる後に、各
ダイオードの他方の電極と第３および第２のメタライズ
電極とを金線などの細線２５で接続する。

第３のメタライズ電極２３に設けられたカギ形の切込み
２６はダイオードチップ２４の融着時に半田が金線２５
のボンディング部へ流れ込むのを防止するためのもので
ある。

以上の組み立てが完了するとダイオードのチップ２４の
存在する側を適当なキャップもしくは樹脂で被覆する切
替素子が完成する。

この切替素子では寄生インダクタンスを生ずるのは主と
してボンディング細線２５であるが、このボンディング
細線２５を数本並設することによって寄生インダクタン
スは極めて小さくできる。

従って、このような切替素子１７，１８を第２図に示す
ように用いることによって前述の従来装置の問題点は解
消する。

次に、ストリップライン１９は、第１図に示した従来装
置におけるコイル１４、コンデンサ１５゜１６からなる
低域通過濾波器の代りに用いるもので前述のようにアン
テナ１と同じ特性インピーダンスを有し、動作周波数で
１／４波長の長さであるので、送信時に切替素子１８が
導通して点Ｂが高周波的に接地されると、点Ａから受信
側を見たインピーダンスは無限大となり、受信時には点
Ａから送信側を見たインピーダンスは極めて大きいので
、点Ａから受信側を見たインピーダンスはほぼ上記特性
インピーダンスとなり、アンテナからの受信入力信号は
損失なく受信段へ伝送される。

以上詳述したように、この発明のアンテナ切替装置では
絶縁板の両端部にこれら端部を包むように第１および第
２のメタライズ電極を設け、上記絶縁板の上面に第１お
よび第２のメタライズ電極に挟まれ相互に絶縁して少く
とも１つの第３のメタライズ電極を設け、第１および第
３のメタライズ電極にそれぞれダイオードチップをその
一方の電極を接触させて固定し、他方の電極を金属細線
でそれぞれ第３および第２のメタライズ電極に接続され
てなる切替素子を用いているので、切替素子の寄生キャ
パシタンスおよび寄生インダクタンスを極めて小さくで
き、このアンテナ切替装置を更に高周波の領域で使用可
能ならしめる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のアンテナ切替装置の一例を示す回路図、
第２図はこの発明の基本的構成例を示す回路図、第３図
はこの発明のアンテナ切替装置に用いる切替素子の構成
例を示し、第３図ａはその上面図、第３図すは第３図ａ
のＢ−Ｂ線での断面図である。 図において、１はアンテナ、２は送信出力端子、３は受
信入力端子、１７，１８は切替素子、２０は絶縁基板、
２Ｌ２２および２３はそれぞれ第１、第２および第３の
電極、２４はダイオードチップ、２５は金属細線である
。 なお、図中同一符号は同一もしくは相当部分を示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 同一アンテナを送信用と受信用とに切替えるものに
   おいて、電気的絶縁基板の両端部にそれぞれ上面から側
   端面を経て下面に亘って形成された第１および第２のメ
   タライズ電極と、上記絶縁基板の上面に上記第１および
   第２のメタライズ電極の間にそれぞれ絶縁して形成され
   た少なくとも１つの第３のメタライズ電極と、上記第１
   および第３のメタライズ電極にそれぞれその一方の電極
   を接触させて固着されたダイオードチップと、それぞれ
   複数本で構成され上記第１および第３のメタライズ電極
   に固着されたダイオードチップの他方の電極をそれぞれ
   上記第３および第２のメタライズ電極へ接続する金属細
   線群とを有する切替え素子を上記アンテナと送信出力端
   子との間、および上記アンテナと受信入力端子との接続
   点と接地点との間にそれぞれ接続し、これらの切替え素
   子のダイオードチップをともに送信時には導通状態に受
   信時には遮断状態にすることを特徴とするアンテナ切替
   装置。