KR100327534B1

KR100327534B1 - 듀플렉서 및 통신기 장치

Info

Publication number: KR100327534B1
Application number: KR1019990032778A
Authority: KR
Inventors: 아토카와마사유키
Original assignee: 무라타 야스타카; 가부시키가이샤 무라타 세이사쿠쇼
Priority date: 1998-08-11
Filing date: 1999-08-10
Publication date: 2002-03-14
Also published as: EP0980109A3; EP0980109A2; JP2000059106A; KR20000017227A

Abstract

본 발명에 따른 듀플렉서는, 전압 가능한 리액턴스 소자를 포함하며, 제 1 통신 시스템에 대응한 송수신 주파수를 전환하기 위해 작동되는 제 1 주파수 가변형 필터와; 전압 제어 가능한 리액턴스 소자를 포함하며, 제 2 통신 시스템에 대응한 송수신 주파수를 전환하기 위해 작동되는 제 2 주파수 가변형 필터와; 상기 제 1 주파수 가변형 필터의 한 단과 상기 제 2 주파수 가변형 필터의 한 단 사이에 전기적으로 접속된 합성 회로와; 상기 합성 회로에 전기적으로 접속된 안테나 단자와; 상기 제 1 주파수 가변형 필터의 다른 단에 전기적으로 접속된 제 1 외부 단자; 및 상기 제 2 주파수 가변형 필터의 다른 단에 전기적으로 접속된 제 2 외부 단자;를 포함한다.

Description

듀플렉서 및 통신기 장치{duplexer and communication apparatus}

본 발명은 예를 들면 마이크로파 대역에서 사용되는 듀플렉서 및 통신기 장치에 관한 것이다.

최근, 두 개의 휴대 전화 시스템에 대응할 수 있는 기능을 갖는 휴대 전화 단말기가 실용화되고 있다. 대표적으로는, GSM(Global System for Mobil) 및 DCS(Digital Communication System)로 구성되는 듀얼 밴드(Dual-Band) 시스템이 알려져 있다. 종래, 이와 같은 기능을 갖는 휴대 전화 단말기는 각각의 시스템에 독립적으로 대응할 수 있는 2개의 듀플렉서를 포함하며, 이들을 단순히 서로 전기적으로 접속한 것이었다.

즉 도 7에 나타낸 바와 같이, 종래의 휴대 전화 단말기(1)는, GSM 시스템에 대응하는 듀플렉서(28)와 DCS 시스템에 대응하는 듀플렉서(29)를 구비하고 있다. 이들 듀플렉서(28, 29)는 합성 회로(30)를 통하여 안테나 단자(ANT)에 전기적으로 접속되어 있다. 듀플렉서(28)는 송신 단자(Tx1)측에 대역 저지 필터(21)를 가지며,수신 단자(Rx1)측에 대역 통과 필터(22)를 갖는다. 듀플렉서(29)는 송신 단자(Tx2)측에 대역 저지 필터(23)를 가지며, 수신 단자(Rx2)측에 대역 통과 필터(24)를 갖는다. 도 7에 있어서, 참조 번호 2∼13은 공진기, 15, 16은 전송 선로, C1∼C24는 커패시터, L1∼L6은 코일이다.

또한, 공진기에 커패시터 등을 통하여 가변 용량 다이오드, PIN 다이오드 등의 리액턴스 소자(reactance element)를 접속하고, 이들 소자를 전압제어함으로써 공진 주파수를 가변시키는 주파수 가변형 필터가 알려져 있다(특허공개 평7-321509호 공보 참조). 따라서, GSM 시스템과 DCS 시스템을 광대역의 한 시스템이라 간주하고, 상기 주파수 가변형 필터를 사용하여, 휴대 전화 단말기를 형성하는 것이 제안되고 있다.

그러나, 2개의 듀플렉서(28, 29)를 단순히 서로 전기적으로 접속한 것만으로는, 휴대 전화 단말기(1)가 대형화된다고 하는 문제가 있었다. GSM 시스템은 900MHz 대역에서 작동하고, DCS 시스템은 1800MHz 대역에서 작동한다. 따라서, 주파수 가변형 필터를 사용한 경우, 주파수의 변화량이 크고(약 900MHz), 부가되는 리액턴스 소자에 의하여, 주파수 가변형 필터의 공진 회로의 임피던스가 크게 변화한다. 따라서, GSM 시스템과 DCS 시스템 상호간에서 필터의 결합 계수를 맞추는 것이 곤란하며, 필요로 하는 필터 특성을 얻을 수가 없다고 하는 문제가 있었다.

상술한 문제를 해결하기 위하여, 본 발명의 목적은 주파수 대역이 크게 다른 듀얼 밴드 시스템에 대응할 수가 있는 소형의 듀플렉서 및 통신기 장치를 제공하는데 있다.

도 1은 본 발명에 따른 듀플렉서의 제 1 실시 형태를 나타낸 전기 회로도이다.

도 2는 도 1의 듀플렉서에 사용되는 공진기를 나타내는 단면도이다.

도 3은 도 1의 듀플렉서의 필터 특성의 설명도이다.

도 4는 본 발명에 따른 듀플렉서의 제 2 실시 형태를 나타낸 전기 회로도이다.

도 5는 본 발명에 따른 통신기 장치의 한 실시 형태를 나타낸 블럭도이다.

도 6은 다른 실시 형태를 나타낸 전기 회로도이다.

도 7은 종래의 휴대 전화 단말기의 RF 부분의 요부를 나타낸 전기 회로도이다.

(도면의 주요 부분에 있어서의 부호의 설명)

31, 61: 듀플렉서 32∼39: 공진기

40, 41: 전송 선로 45, 46: 주파수 가변형 필터

47: 합성 회로 69: 스위치

D1∼D8: PIN 다이오드 C35∼C38, C48∼C51: 대역 가변용 커패시터

D61∼D68: 가변 용량 다이오드

L80, L81: 코일 C80: 커패시터

P1, P2: 외부 단자 ANT: 안테나 단자

CONT1, CONT2: 전압 제어 단자

120: 휴대 전화 122: 안테나 소자

123: 듀플렉서

본 발명에 따른 듀플렉서는 전압 제어 가능한 리액턴소 소자를 포함하며, 제 1 통신 시스템에 대응한 송수신 주파수를 전환하기 위해 작동되는 제 1 주파수 가변형 필터와; 전압 제어 가능한 리액턴소 소자를 포함하며, 제 2 통신 시스템에 대응한 송수신 주파수를 전환하기 위해 작동되는 제 2 주파수 가변형 필터와; 상기 제 1 주파수 가변형 필터의 한 단과 상기 제 2 주파수 가변형 필터의 한 단 사이에 전기적으로 접속된 합성 회로와; 상기 합성 회로에 전기적으로 접속된 안테나 단자와; 상기 제 1 주파수 가변형 필터의 다른 단에 전기적으로 접속된 제 1 외부 단자; 및 상기 제 2 주파수 가변형 필터의 다른 단에 전기적으로 접속된 제 2 외부 단자;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

주파수 가변형 필터의 송수신 주파수를 전환하므로, 하나의 휴대 전화 시스템을 하나의 주파수 가변형 필터로 형성할 수가 있다. 따라서, 2개의 주파수 가변형 필터로, 주파수 대역이 크게 다른 2개의 휴대 전화 시스템에 대응할 수 있는 하나의 듀플렉서를 형성할 수가 있다. 따라서, 2개의 듀플렉서를 단순히 전기적으로 접속한 경우와 비교하여, 듀플렉서의 소형화를 도모할 수 있다.

또한, 송신 신호가 제 1 및 제 2 주파수 가변형 필터를 통과할 때, PIN 다이오드는 온상태가 된다. 따라서, 제 1 또는 제 2 외부 단자로부터 고전력 고주파 신호가 입력되더라도, PIN 다이오드가 오프 상태가 되는 것이 방지되고, 이에 따라서 PIN 다이오드의 주파수 특성의 왜곡이 억제될 수 있다. 게다가, 수신 신호가 제 1및 제 2 주파수 가변형 필터를 통과할 때, PIN 다이오드가 오프상태가 되도록 설정함으로써, 수신 신호를 대기하는 동안에 전력을 소비하지 않을 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 통신기 장치는 상술한 특징을 갖는 듀플렉서 중의 어느 하나를 포함하며, 이에 따라서 소형화를 도모할 수가 있다.

본 발명의 다른 특징 및 이점은 첨부의 도면을 참조하는 본 발명의 이하의 설명으로부터 명백해질 것이다.

(발명의 실시 형태)

이하, 본 발명에 따른 듀플렉서 및 통신기 장치의 실시 형태에 대하여 첨부의 도면을 참조하여 설명하겠다.

〔제 1 실시 형태, 도 1 내지 도 3〕

도 1은 듀플렉서(31)의 회로 구성을 나타낸 것이다. 듀플렉서(31)는 GSM 시스템에 대응하는 주파수 가변형 필터(45)와, DCS 시스템에 대응하는 주파수 가변형 필터(46), 및 필터(45)와 필터(46)사이에 전기적으로 접속된 합성 회로(47)를 포함한다. 필터(45)는 외부 단자(P1)와 안테나 단자(ANT) 사이에 전기적으로 접속되어 있다. 필터(46)는 외부 단자(P2)와 안테나 단자(ANT) 사이에 전기적으로 접속되어 있다.

주파수 가변형 필터(45)에 있어서, 외부 단자(P1)측의 2단의 공진 회로가 대역 저지 필터부를 형성하고, 안테나 단자(ANT)측의 2단의 공진 회로가 대역 통과 필터부를 형성하고 있다. 즉 필터(45)의 대역 저지 필터부는 공진기(32) 및 공진용 커패시터(C31)의 직렬 공진 회로가 공진기(33) 및 공진용 커패시터(C32)의 직렬 공진 회로에 결합용 코일(L1)을 통하여 전기적으로 접속되어 형성된다. 공진용 커패시터(C31, C32)는 GSM 시스템의 저지 대역 감쇠의 크기를 결정하는 커패시터이다. 게다가, 커패시터(C39, C40)는 이들 2개의 직렬 공진 회로에 대하여 병렬로 전기적으로 접속되어 있다.

공진기(32)와 공진용 커패시터(C31)의 중간 접속점에는, 대역 가변용 커패시터(C35)를 통하여, 리액턴스 소자인 PIN 다이오드(D1)가 캐소드를 접지한 상태로 공진기(32)에 대하여 병렬로 전기적으로 접속되어 있다. 공진기(33)와 공진용 커패시터(C32)의 중간 접속점에는, 대역 가변용 커패시터(C36)을 통하여 PIN 다이오드(D2)가 캐소드를 접지한 상태로 공진기(33)에 대하여 병렬로 전기적으로 접속되어 있다. 대역 가변용 커패시터(C35, C36)는 대역 저지 필터부의 감쇠 특성의 2개의 감쇠극 주파수를 각각 변경하기 위한 커패시터이다.

필터(45)의 대역 통과 필터부에 있어서, 공진기(34) 및 공진용 커패시터(C33)의 직렬 공진 회로가 결합용 커패시터(C42)를 통하여 공진기(35) 및 공진용 커패시터(C34)의에 전기적으로 접속된다. 이 대역 통과 필터부는 결합 커패시터(C41)를 통하여 필터(45)의 대역 저지 필터부에 전기적으로 접속되어 있다.

공진기(34)와 공진용 커패시터(C33)의 중간 접속점에는, 대역 가변용 커패시터(C37)와 PIN 다이오드(D3)의 직렬 회로가, PIN 다이오드(D3)의 캐소드를 접지한 상태로 공진기(34)에 대하여 병렬로 전기적으로 접속되어 있다. 공진기(35)와 공진용 커패시터(C34)의 중간 접속점에는, 대역 가변용 커패시터(C38)와 PIN 다이오드(D4)의 직렬 회로가, PIN 다이오드(D4)의 캐소드를 접지한 상태로공진기(35)에 대하여 병렬로 전기적으로 접속되어 있다.

전압 제어 단자(CONT1)는 제어 전압 공급용 저항(R1), 커패시터(C57) 및 초크 코일(L2)를 통하여 PIN 다이오드(D1)의 애노드와 대역 가변용 커패시터(C35)의 중간 접속점에 전기적으로 접속되고, 또한 저항(R1), 커패시터(C57) 및 초크 코일(L3)을 통하여 PIN 다이오드(D2)의 애노드와 대역 가변용 커패시터(C36)의 중간 접속점에 전기적으로 접속되고, 게다가 저항(R1), 커패시터(C57) 및 초크 코일(L4)을 통하여 PIN 다이오드(D3)의 애노드와 대역 가변용 커패시터(C37)의 중간 접속점에 전기적으로 접속되고, 게다가 저항(R1), 커패시터(C57) 및 초크 코일(L5)을 통하여 PIN 다이오드(D4)의 애노드와 대역 가변용 커패시터(C38)의 중간 접속점에 전기적으로 접속되어 있다.

주파수 가변형 필터(46)에 있어서, 안테나 단자(ANT)측의 2단의 공진 회로가 대역 저지 필터부를 형성하고, 외부 단자(P2)측의 2단의 공진 회로가 대역 통과 필터부를 형성하고 있다. 즉 필터(46)의 대역 저지 필터부는 공진기(36) 및 공진용 커패시터(C44)의 직렬 공진 회로를, 결합용 코일(L10)을 통하여 공진기(37) 및 공진용 커패시터(C45)의 직렬 공진 회로에 전기적으로 접속하여 형성된다. 공진용 커패시터(C44, C45)는 DCS 시스템의 저지 대역 감쇠의 크기를 결정하는 커패시터이다. 게다가, 커패시터(C55, C56)는 이들 2개의 직렬 공진 회로에 대하여 각각 병렬로 전기적으로 접속되어 있다.

공진기(36)와 공진용 커패시터(C44)의 중간 접속점에는, 대역 가변용 커패시터(C48)을 통하여, PIN 다이오드(D5)가 캐소드를 접지한 상태로 공진기(36)에 대하여 병렬로 전기적으로 접속되어 있다. 공진기(37)와 공진용 커패시터(C45)의 중간 접속점에는, 대역 가변용 커패시터(C49)를 통하여, PIN 다이오드(D6)가 캐소드를 접지한 상태로 공진기(37)에 대하여 병렬로 전기적으로 접속되어 있다. 대역 가변용 커패시터(C48, C49)는 대역 저지 필터부의 감쇠 특성의 2개의 감쇠극 주파수를 변경하기 위해 제공된다.

필터(46)의 대역 통과 필터부에 있어서, 공진기(38) 및 공진용 커패시터(C46)의 직렬 공진 회로가 결합용 커패시터(C53)를 통하여 공진기(39) 및 공진용 커패시터(C47)의 직렬 공진 회로에 전기적으로 접속된다. 이 대역 통과 필터부는 결합 커패시터(C52)를 통하여 필터(46)의 대역 저지 필터부에 전기적으로 접속되어 있다.

공진기(38)와 공진용 커패시터(C36)의 중간 접속점에는, 대역 가변용 커패시터(C50)와 PIN 다이오드(D7)의 직렬 회로가, PIN 다이오드(D7)의 캐소드를 접지한 상태로 공진기(38)에 대하여 병렬로 전기적으로 접속되어 있다. 공진기(39)와 공진용 커패시터(C47)의 중간 접속점에는 대역 가변용 커패시터(C51)와 PIN 다이오드(D8)의 직렬 회로가, PIN 다이오드(D8)의 캐소드를 접지한 상태로 공진기(39)에 대하여 병렬로 전기적으로 접속되어 있다.

전압 제어 단자(CONT2)는 제어 전압 공급용 저항(R2), 커패시터(C58) 및 초크 코일(L6)을 통하여 PIN 다이오드(D5)의 애노드와 대역 가변용 커패시터(C48)의 중간 접속점에 전기적으로 접속하고, 저항(R2), 커패시터(C58) 및 초크 코일(L7)을 통하여 PIN 다이오드(D6)의 애노드와 대역 가변용 커패시터(C49)의 중간 접속점에전기적으로 접속되고, 저항(R2), 커패시터(C58) 및 초크 코일(L8)을 통하여 PIN 다이오드(D7)와 대역 가변용 커패시터(C50)의 중간 접속점에 전기적으로 접속되고, 저항(R2), 커패시터(C58) 및 초크 코일(L9)을 통하여 PIN 다이오드(D8)의 애노드와 대역 가변용 커패시터(C51)의 중간 접속점에 전기적으로 접속되어 있다.

합성 회로(47)는 주파수 가변형 필터(45)와 안테나 단자(ANT) 사이에 전기적으로 접속된 전송 선로(40), 및 주파수 가변형 필터(46)와 안테나 단자(ANT) 사이에 전기적으로 접속된 전송 선로(41)를 포함하는 위상 회로이다.

또한, 공진기(32∼39)로서, 예를 들면 도 2에 나타낸 바와 같이, 유전체 공진기가 사용된다. 도 2는 공진기(32)를 대표예로서 나타내고 있다. 유전체 공진기(32∼39)는 TiO₂계의 세라믹 등의 고유전율 재료로 형성된 통형상 유전체(51)와, 통형상 유전체(51)의 외주면에 형성된 외부 도체(52), 및 통형상 유전체(51)의 내주면에 형성된 내부 도체(53)로 형성되어 있다. 외부 도체(52)는 유전체(51)의 한쪽의 개구 단면(51a)(이하, 개방측 단면(51a)이라 함)에서는, 내부 도체(53)로부터 전기적으로 개방(분리)된다. 다른쪽의 개구 단면(51b)(이하, 단락측 단면(51b)이라 함)에서는, 외부 도체(53)가 내부 도체(53)와 전기적으로 단락(도통)되어 있다. 유전체 공진기(32)는 개방측 단면(51a)에 있어서, 대역 가변용 커패시터(C35)와 PIN 다이오드(D1)의 직렬 회로가, 대역 가변용 커패시터(C35)의 한단을 내부 도체(53)에 접속하고 PIN 다이오드(D1)의 캐소드를 그라운드에 접지한 상태로 전기적으로 접속된다. 단락측 단면(51b)에 있어서 내부 도체(52)가 그라운드에 접지되어 있다.

이어서, 상기의 구성을 갖는 듀플렉서(31)의 작용 효과에 대하여 설명하겠다. 듀플렉서(31)가 GSM 시스템에 대응하는 경우, GSM 시스템의 송신 회로계로부터 외부 단자(P1)에 들어온 GSM 송신 신호를, 주파수 가변형 필터(45)와 합성 회로(47)의 전송 선로(40)를 통하여 안테나 단자(ANT)로부터 출력한다. 그리고, 안테나 단자(ANT)를 통해 수신된 GSM 수신 신호를, 주파수 가변형 필터(45)와 합성 회로(47)의 전송 선로(40)를 통하여 외부 단자(P1)로부터 GSM 시스템의 수신 회로계에 출력한다. 한편, 듀플렉서(31)가 DCS 시스템에 대응하는 경우, DCS 시스템의 송신 회로계를 통해 외부 단자(P2)에 들어온 DCS 송신 신호를, 주파수 가변형 필터(46)와 합성 회로(47)의 전송 선로(41)를 통하여 안테나 단자(ANT)로부터 출력한다. 그리고, 안테나 단자(ANT)를 통해 수신된 DCS 수신 신호를, 주파수 가변형 필터(46)와 합성 회로(47)의 전송 선로(41)를 통하여 외부 단자(P2)로부터 DCS 시스템의 수신회로계에 출력한다.

GSM 시스템에 대응하는 주파수 가변형 필터(45)의 대역 저지 필터부의 트랩 주파수는, 대역 가변용 커패시터(C35)와 공진용 커패시터(C31) 및 공진기(32)를 포함하는 공진계와, 대역 가변용 커패시터(C36)와 공진용 커패시터(C32) 및 공진기(33)를 포함하는 공진계의 공진 주파수에 의하여 결정된다. 필터(45)의 대역 통과 필터부의 통과 주파수는, 대역 가변용 커패시터(C37)와 공진용 커패시터(C33) 및 공진기(34)를 포함하는 공진계와, 대역 가변용 커패시터(C38)와 공진용 커패시터(C34) 및 공진기(35)를 포함하는 공진계의 공진 주파수에 의하여 결정된다.

그리고, 전압 제어 단자(CONT1)에 제어 전압으로서 정의 전압을 인가하면,PIN 다이오드(D1∼D4)는 온상태가 된다. 따라서, 대역 가변용 커패시터(C35, C36)는 PIN 다이오드(D1, D2)를 거쳐서 접지되며, 2개의 감쇠극 주파수는 모두 낮아진다. 마찬가지로, 대역 가변용 커패시터(C37, C38)는 PIN 다이오드(D3, D4)를 거쳐서 접지되며, 통과 주파수가 낮아진다. 반대로, 제어 전압으로서 부의 전압을 인가하면, PIN 다이오드(D1∼D4)는 오프 상태가 된다. 또한, 전압 제어 단자(CONT1)에 제어 전압을 공급하는 콘트롤 회로를 100KΩ이상의 고임피던스로 하고, 전압 제어 단자(CONT1)에 전압이 인가되지 않도록 함으로써, PIN 다이오드(D1∼D4)를 오프 상태로 하여도 된다. 따라서, 대역 가변용 커패시터(C35, C36)는 개방 상태가 되고, 2개의 감쇠극 주파수는 모두 높아진다. 마찬가지로, 대역 가변용 커패시터(C37, C38)는 개방 상태가 되며, 통과 주파수는 높아진다.

상술한 바와 같이, GSM 시스템에 대응하는 주파수 가변형 필터(45)는, 전압 제어에 의하여 대역 가변용 커패시터(C35∼C38)를 접지하거나 개방함으로써, 2개의 다른 통과 대역(양자의 주파수의 차는 수십 MHz이며, 비교적 작다)을 가질 수가 있다.

한편, GSM 시스템에 할당된 송신 주파수는 도 3에 나타낸 바와 같이, 890∼915MHz(중심 주파수=902.5MHz)이며, 수신 주파수는 935∼960MHz(중심 주파수=947.5MHz)이다. 그리고 송신 주파수와 수신 주파수의 세퍼레이션은 45(=947.5-902.5)MHz이다. 따라서, GSM 신호를 송신하는 경우에는, 주파수 가변형 필터(45)의 전압 제어 단자(CONT1)에 정의 전압을 인가하여 PIN 다이오드(D1∼D4)를 온상태로 하고, 대역 가변용 커패시터(C35∼C38)를 접지하여 통과 대역을 낮게한다. GSM 신호를 수신하는 경우에는, 전압 제어 단자(CONT1)에 부의 전압을 인가하여 PIN 다이오드(D1∼D4)를 오프 상태로 하고, 대역 가변용 커패시터(C35∼C38)를 개방하여 통과 대역을 높게 한다.

DCS 시스템에 대응하는 주파수 가변형 필터(46)의 대역 저지 필터부의 트랩 주파수는, 대역 가변용 커패시터(C48), 공진용 커패시터(C44) 및 공진기(36)를 포함하는 공진계와, 대역 가변용 커패시터(C49), 공진용 커패시터(C45) 및 공진기(37)를 포함하는 공진계의 공진 주파수에 의하여 결정된다. 필터(46)의 대역 통과 필터부의 통과 주파수는, 대역 가변용 커패시터(C50), 공진용 커패시터(C46) 및 공진기(38)를 포함하는 공진계와, 대역 가변용 커패시터(C51), 공진용 커패시터(C47) 및 공진기(39)를 포함하는 공진계의 공진 주파수에 의하여 결정된다.

그리고, 전압 제어 단자(CONT2)에 제어 전압으로서 정의 전압을 인가하면, PIN 다이오드(D5∼D8)는 온상태가 된다. 따라서, 대역 가변용 커패시터(C48, C49)는 PIN 다이오드(D5, D6)를 거쳐서 각각 접지되며, 2개의 감쇠극 주파수는 모두 낮아진다. 마찬가지로, 대역 가변용 커패시터(C50, C51)는 PIN 다이오드(D7, D8)를 거쳐서 각각 접지되며, 통과 주파수가 낮아진다. 한편, 제어 전압으로서 부의 전압을 인가하면, PIN 다이오드(D5∼D8)는 오프 상태가 된다. 또한, 전압 제어 단자(CONT2)에 제어 전압을 공급하는 콘트롤 회로를 100KΩ이상의 고임피던스로 하고, 전압 제어 단자(CONT2)에 전압이 인가되지 않도록 함으로써, PIN 다이오드(D5∼D8)를 오프 상태로 하여도 된다. 이에 따라서, 대역 가변용 커패시터(C48, C49)는 개방 상태가 되며, 2개의 감쇠극 주파수는 모두 높아진다. 마찬가지로, 대역 가변용 커패시터(C50, C51)는 개방 상태가 되며, 통과 주파수가 높아진다.

상술한 바와 같이, DCS 시스템에 대응하는 주파수 가변형 필터(46)는, 전압 제어에 의하여 대역 가변용 커패시터(C48∼C51)를 접지하거나 개방함으로써, 2개의 다른 통과 대역(양자의 주파수의 차는 수십 MHz이며, 비교적 작다)을 가질 수가 있다.

한편, DCS 시스템에 할당된 송신 주파수는 도 3에 나타낸 바와 같이, 1710∼1785MHz(중심 주파수=1747.5MHz)이며, 수신 주파수는 1805∼1880MHz(중심 주파수=1842.5MHz)이다. 그리고, 송신 주파수와 수신 주파수의 세퍼레이션은 95(=1842.5-1747.5)MHz이다. 이 수치는 900MHz에서 주파수 보정하면, 그 반인 약 43MHz이 된다. 이 세퍼레이션은 GSM 시스템과 대략 동등하다. 따라서, DCS 신호를 송신하는 경우에는, 주파수 가변형 필터(46)의 전압 제어 단자(CONT2)에 정의 전압을 인가하여 PIN 다이오드(D5∼D8)를 온상태로 하고, 대역 가변용 커패시터(C48∼C51)를 접지하여 통과 대역을 낮게 한다. DCS 신호를 수신하는 경우에는, 전압 제어 단자(CONT2)에 부의 전압을 인가하여 PIN 다이오드(D5∼D8)를 오프 상태로 하고, 대역 가변용 커패시터(C48∼C51)를 개방하여 통과 대역을 높게 한다.

따라서, 주파수 대역이 크게 다른 2개의 휴대 전화 시스템(GSM 시스템과 DCS 시스템)에 대응할 수 있는 소형의 듀플렉서(31)를 얻을 수가 있다. 게다가, GSM 송신 신호 및 DCS 송신 신호가 주파수 가변형 필터(45, 46)를 통과할 때, PIN 다이오드(D1∼D8)를 온상태로 설정함으로써, 외부 단자(P1, P2)로부터 고전력 고주파 신호가 입력되더라도, PIN 다이오드(D1∼D8)의 애노드에는 정전압이 인가되므로, PIN 다이오드(D1∼D8)가 안정되며, 주파수 특성의 변동이 억제될 수 있다. 게다가, GSM 수신 신호 및 DCS 수신 신호가 주파수 가변형 필터(45, 46)를 통과할 때, PIN 다이오드(D1∼D8)가 오프 상태가 되도록 설정함으로써, 수신 신호를 대기하는 동안에 전압 제어 단자(CONT1, 2)에 전압을 인가해 둘 필요가 없으므로, 전력 소비를 억제할 수가 있다.

〔제 2 실시 형태, 도 4〕

본 발명의 제 2 실시 형태에 따른 듀플렉서의 전기 회로를 도 4에 나타낸다. 듀플렉서(61)는 전압 제어 가능한 리액턴스 소자로서, 가변 용량 다이오드(D61∼D68)를 사용하고, 전송 선로(40, 41) 대신에 스위치(69)를 사용한 것을 제외하고, 상기 제 1 실시 형태의 듀플렉서(31)와 동일하다. 가변 용량 다이오드(D61∼D68)는, 각각 애노드가 접지된 상태로, 대역 가변용 커패시터(C35∼C38, C48∼C51)를 통하여 공진기(32∼39)에 전기적으로 접속되어 있다. 합성 회로(47)의 스위치(69)로서는, GaAs스위치, 다이오드 스위치 등이 사용된다. 듀플렉서(61)는 이 스위치(69)에 의하여 GSM 시스템 또는 DCS 시스템 중의 어느 하나로 전환될 수 있다.

상기의 구성을 갖는 듀플렉서(61)는 상기 제 1 실시 형태의 듀플렉서(31)와 동일한 작용효과를 갖는다. 초크 코일(L2∼L9) 대신에 저항을 사용하고, 전압 제어 단자(CONT1, 2)측의 회로를 고임피던스의 저항으로 해도 된다. 이 경우, 제어 전압공급용 저항(R1, R2)을 생략할 수가 있다.

〔제 3 실시 형태, 도 5〕

제 3 실시 형태는 본 발명에 따른 통신기 장치의 한 실시 형태를 나타내는 것이며, 휴대 전화를 예로 들어 설명하겠다.

도 5는 휴대 전화(120)의 RF 부분의 전기 회로 블럭도이다. 도 5에 있어서, 참조 번호 122는 안테나 소자, 123은 듀플렉서를 나타낸다. 참조 번호 131a∼139a는 GSM 시스템에 대응하는 부품이며, 131b∼139b는 DCS 시스템에 대응하는 부품이다. 131a, 131b는 송신측 아이솔레이터, 132a, 132b는 송신측 증폭기, 133a, 133b는 송신측 단간용 밴드패스 필터, 134a, 134b는 송신측 믹서, 135a, 135b는 수신측 증폭기, 136a, 136b는 수신측 단간용 밴드패스 필터, 137a, 137b는 수신측 믹서, 138a, 138b는 전압 제어 발진기(VCO), 139a, 139b는 로컬용 밴드패스 필터이다.

이 경우, 듀플렉서(123)로서, 상기 제 1 및 제 2 실시 형태의 듀플렉서(31, 61)를 사용할 수가 있다. 이들 듀플렉서(31, 61)를 실장함으로써, 듀얼 밴드 시스템에 대응할 수 있는 소형, 경량의 휴대 전화 단말기를 실현할 수가 있다.

〔다른 실시 형태〕

본 발명에 따른 듀플렉서 및 통신기 장치는 상기 실시 형태에 한정되는 것은 아니며, 그 요지의 범위내에서 여러가지로 변경할 수가 있다. 특히, 합성 회로(47)로서, 도 6에 나타낸 바와 같이, 집중 정수 소자의 코일(L80, L81)과 커패시터(C80)에 의해 T자형으로 형성한 위상 회로를 사용하여도 된다. 코일(L80)은 주파수 가변형 필터(45)와 안테나 단자(ANT) 사이에 전기적으로 접속되어 있다.코일(L81)은 주파수 가변형 필터(46)와 안테나 단자(ANT) 사이에 전기적으로 접속되어 있다. 커패시터(C80)는 그라운드와 안테나 단자(ANT) 사이에 전기적으로 접속되어 있다.

이상의 설명에서 알 수 있는 바와 같이, 본 발명에 의하면, 하나의 통신 시스템을 하나의 주파수 가변형 필터로 구성할 수 있으므로, 2개의 주파수 가변형 필터로 주파수 대역이 크게 다른 2개의 통신 시스템에 대응할 수 있는 듀플렉서를 구성할 수가 있다. 따라서, 이 듀플렉서를 사용함으로써, 통신기 장치의 소형경량화를 도모할 수가 있다.

Claims

전압 가능한 리액턴스 소자(reactance element)를 포함하며, 제 1 통신 시스템에 대응한 송수신 주파수를 전환하기 위해 작동되는 제 1 주파수 가변형 필터와,

전압 제어 가능한 리액턴스 소자를 포함하며, 제 2 통신 시스템에 대응한 송수신 주파수를 전환하기 위해 작동되는 제 2 주파수 가변형 필터와,

상기 제 1 주파수 가변형 필터의 한 단과 상기 제 2 주파수 가변형 필터의 한 단 사이에 전기적으로 접속된 합성 회로와,

상기 합성 회로에 전기적으로 접속된 안테나 단자와,

상기 제 1 주파수 가변형 필터의 다른 단에 전기적으로 접속된 제 1 외부 단자, 및

상기 제 2 주파수 가변형 필터의 다른 단에 전기적으로 접속된 제 2 외부 단자를 포함하는 것을 특징으로 하는 듀플렉서.
제 1항에 있어서, 상기 리액턴스 소자가 PIN 다이오드인 것을 특징으로 하는 듀플렉서.
제 1항에 있어서, 상기 리액턴스 소자가 가변 용량 다이오드인 것을 특징으로 하는 듀플렉서.
제 2항에 있어서, 상기 주파수 가변형 필터를 송신 신호가 통과할 때에는, 상기 PIN 다이오드가 온(ON)상태이며, 상기 주파수 가변형 필터를 수신 신호가 통과할 때에는 상기 PIN 다이오드가 오프(OFF)상태인 것을 특징으로 하는 듀플렉서.
제 1항 내지 제 3항 중의 어느 한 항에 있어서, 상기 주파수 가변형 필터를 구성하는 공진기가 유전체 공진기인 것을 특징으로 하는 듀플렉서.
제 4항에 있어서, 상기 주파수 가변형 필터를 구성하는 공진기가 유전체 공진기인 것을 특징으로 하는 듀플렉서.
제 1항 내지 제 3항 중의 어느 한 항에 기재된 듀플렉서를 포함하는 것을 특징으로 하는 통신기 장치.
제 4항에 기재된 듀플렉서를 포함하는 것을 특징으로 하는 통신기 장치.
제 5항에 기재된 듀플렉서를 포함하는 것을 특징으로 하는 통신기 장치.
제 6항에 기재된 듀플렉서를 포함하는 것을 특징으로 하는 통신기 장치.