DE10006529A1 - Antenna switching device for multi-band communication terminals - Google Patents

Antenna switching device for multi-band communication terminals

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DE10006529A1
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signal path
antenna
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frequency band
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DE10006529A
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Rainer Eckert
Lothar Mamier
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Abstract

The invention relates to an antenna circuit for multiband communication devices, comprising a first received signal path (1-3), for a signal received by an antenna in a first frequency band, a second received signal path (5-7), for a signal received in a second frequency band, a first transmitted signal path (10, 11), for a signal to be sent in the first frequency band and a second transmitted signal path (8, 9), for a signal to be transmitted in the second frequency band. A diode (12) controllable by means of a control connection (14) is arranged between the first and second transmitted signal paths (10, 11: 8, 9) and the first and second received signal paths (1-3; 5-7).

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Antennenschaltvor­ richtung für Mehrband-Kommunikationsgeräte, insbesondere Mehrband-Mobiltelefone, nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.The present invention relates to an antenna switch Direction for multi-band communication devices, in particular Multi-band mobile phones, according to the preamble of the claim 1.

In Mobiltelefonen, die in mehreren Frequenzbändern senden und empfangen können, werden Antennenschalter eingesetzt, die zwischen dem jeweils zu verwendenden Sende- und Empfangs­ signalpfad der verschiedenen Frequenzbänder umschalten.In mobile phones that transmit and in several frequency bands can receive, antenna switches are used, the between the transmission and reception to be used in each case Switch the signal path of the different frequency bands.

In Fig. 4 ist der Aufbau eines derartigen herkömmlichen An­ tennenschalters dargestellt, wie er beispielsweise in GSM- Dualband-Mobiltelefonen zur Umschaltung zwischen dem E- GSM900-Frequenzband (Frequenzbereich um 900 MHz) und dem GSM1800-Frequenzband (Frequenzbereich um 1800 MHz) eingesetzt wird.In Fig. 4, the structure of such a conventional on switch is shown, as used for example in GSM dual-band mobile phones for switching between the E-GSM900 frequency band (frequency range around 900 MHz) and the GSM1800 frequency band (frequency range around 1800 MHz) becomes.

Der Antennenschalter umfaßt einen Antennenanschluß 4 zum An­ schließen einer Sende- und Empfangsantenne. Mit dem Antenne­ anschluß 4 ist ein E-GSM900-Empfangssignalpfad, ein GSM1800- Empfangssignalpfad, ein E-GSM900-Sendesignalpfad und ein GSM1800-Sendesignalpfad gekoppelt.The antenna switch comprises an antenna connection 4 for connecting to a transmitting and receiving antenna. With the antenna connection 4 , an E-GSM900 receive signal path, a GSM1800- receive signal path, an E-GSM900 transmit signal path and a GSM1800 transmit signal path are coupled.

Der E-GSM900-Empfangssignalpfad umfaßt einen Ausgang 1 zur Ausgabe eines über die Antenne im E-GSM900-Frequenzband emp­ fangenen Signals, ein in Form einer Filterschaltung ausge­ staltetes Anpaßnetzwerk 2, eine Schaltdiode 17, eine Biaszu­ führung 18 für die Schaltdiode 17 sowie einen Steueranschluß 19, über welchen die Schaltdiode 17 schaltbar ist.The E-GSM900 received signal path includes an output 1 for outputting an received signal via the antenna in the E-GSM900 frequency band, a shaped in the form of a filter circuit matching network 2 , a switching diode 17 , a Biaszu guide 18 for the switching diode 17 and one Control terminal 19 , via which the switching diode 17 can be switched.

Der GSM1800-Empfangssignalpfad umfaßt einen Ausgang 7 zur Ausgabe eines über die Antenne im GSM1800-Frequenzband emp­ fangenen Signals, ein in Form einer Filterschaltung ausgestaltetes Anpaßnetzwerk 6, eine Schaltdiode 23, eine Biaszu­ führung 24 für die Schaltdiode 23 sowie einen Steueranschluß 25, über welchen die Schaltdiode 23 schaltbar ist.The GSM1800 received signal path comprises an output 7 for outputting a signal received via the antenna in the GSM1800 frequency band, a matching network 6 configured in the form of a filter circuit, a switching diode 23 , a bias supply 24 for the switching diode 23 and a control connection 25 , via which the switching diode 23 is switchable.

Der E-GSM900-Sendesignalpfad umfaßt einen Eingang 11 für die Zuführung eines über die Antenne im E-GSM900-Frequenzband zu sendenden Signals, ein in Form einer Filterschaltung ausge­ staltetes Anpaßnetzwerk 10, eine Schaltdiode 20, eine Biaszu­ führung 21 für die Schaltdiode 20 sowie einen Steueranschluß 22, über welchen die Schaltdiode 20 schaltbar ist.The E-GSM900 transmission signal path comprises an input 11 for the supply of a signal to be transmitted via the antenna in the E-GSM900 frequency band, a shaped in the form of a filter circuit matching network 10 , a switching diode 20 , a Biaszu guide 21 for the switching diode 20 and a control terminal 22 , via which the switching diode 20 can be switched.

Der GSM1800-Sendesignalpfad umfaßt einen Eingang 8 für die Zuführung eines über die Antenne im GSM1800-Frequenzband zu sendenden Signals, ein in Form einer Filterschaltung ausge­ staltetes Anpaßnetzwerk 9, eine Schaltdiode 26, eine Biaszu­ führung 27 für die Schaltdiode 26 sowie einen Steueranschluß 28, über welchen die Schaltdiode 26 schaltbar ist.The GSM1800 transmission signal path comprises an input 8 for supplying a signal to be transmitted via the antenna in the GSM1800 frequency band, a matching network 9 designed in the form of a filter circuit, a switching diode 26 , a bias supply 27 for the switching diode 26 and a control connection 28 , via which the switching diode 26 can be switched.

Die für das E-GSM900-Frequenzband einerseits und das GSM1800- Frequenzband andererseits vorgesehenen Signalpfade sind über eine Diplexerschaltung 3, 5 mit dem Antennenanschluß 4 gekop­ pelt. Die Diplexerschaltung umfaßt eine Hochpaß-Tiefpaß- Kombination, wobei bei dem dargestellten Beispiel der Tief­ paßanteil 3 zwischen den dem E-GSM900-Frequenzband zugeordne­ ten Signalpfaden und den Antennenanschluß 4 geschaltet ist, während der Hochpaßanteil 5 zwischen den dem GSM1800- Frequenzband zugeordneten Signalpfaden und den Antennenan­ schluß 4 geschaltet ist. Durch entsprechende Dimensionierung des Tiefpaßanteils 3 bzw. Hochpaßanteils 5 der Diplexerschal­ tung wird sichergestellt, daß über die dem E-GSM900- Frequenzband zugeordneten Signalpfade nur Signale mit einer im Bereich des E-GSM900-Frequenzbands liegenden Frequenz und über die dem GSM1800-Frequenzband zugeordneten Signalpfade nur Signale mit einer Frequenz im Bereich des GSM1800- Frequenzbands geführt werden können. The signal paths provided for the E-GSM900 frequency band on the one hand and the GSM1800- frequency band on the other hand are coupled via a diplexer circuit 3 , 5 to the antenna connection 4 . The diplexer circuit comprises a high-pass / low-pass combination, in the example shown the low-pass component 3 is connected between the signal paths assigned to the E-GSM900 frequency band and the antenna connection 4 , while the high-pass component 5 is connected between the signal paths and assigned to the GSM1800 frequency band the antenna connection 4 is switched. Appropriate dimensioning of the low-pass portion 3 or high-pass portion 5 of the diplexer circuit ensures that only signals with a frequency in the range of the E-GSM900 frequency band and the signal paths assigned to the GSM1800 frequency band are assigned via the signal paths assigned to the E-GSM900 frequency band only signals with a frequency in the range of the GSM1800 frequency band can be carried.

Die Schaltdioden 17, 20, 23 und 26 werden jeweils durch Anle­ gen einer geeigneten Steuerspannung an die entsprechenden Steueranschlüsse 19, 22, 25 bzw. 28 gesteuert. Die Schalt­ dioden 17, 20, 23 und 26 steuern den Betrieb des Antennen­ schalters und legen fest, über welche Signalpfade augenblick­ lich ein Signal empfangen bzw. gesendet werden kann.The switching diodes 17 , 20 , 23 and 26 are each controlled by applying a suitable control voltage to the corresponding control connections 19 , 22 , 25 and 28 , respectively. The switching diodes 17 , 20 , 23 and 26 control the operation of the antenna switch and determine the signal paths via which a signal can be received or sent instantaneously.

Wie der Darstellung von Fig. 4 entnommen werden kann, sind für den Betrieb des Antennenschalters neun Anschlußpins er­ forderlich. Hinzu kommt noch mindestens ein Massepin. In der Regel werden jedoch drei bis fünf Massepins vorgesehen, die zur Isolation benutzt werden, so daß der Antennenschalter insgesamt 12 bis 14 Anschlußpins aufweist.As can be seen from the illustration of FIG. 4, nine connection pins are required for the operation of the antenna switch. There is also at least one ground pin. As a rule, however, three to five ground pins are provided, which are used for insulation, so that the antenna switch has a total of 12 to 14 connection pins.

Für jede Schaltdiode 17, 20, 23 und 26 ist eine separate Stromversorgungsschaltung als Stromtreiber für den entspre­ chenden Steuerpin 19, 22, 25 bzw. 28 erforderlich. Der Aufbau einer geeigneten Stromversorgungsschaltung ist beispielhaft in Fig. 2 dargestellt und umfaßt mit einem Widerstand R1 ge­ koppelte Feldeffekttransistoren T1 und T2 mit Schutzdioden. Vcc bezeichnet die Versorgungsspannung der Stromquelle, Vst bezeichnet die Steuerspannung des Basisband-Chips, GND be­ zeichnet den Masseanschluß und Vout bezeichnet die Steuer­ spannung für den entsprechenden Steuerpin des Antennenschal­ ters. Selbstverständlich können anstelle der Feldeffekttran­ sistoren T1 und T2 auch entsprechend verschaltete Bipolar­ transistoren verwendet werden, wobei dann jedoch keine strom­ lose Steuerung möglich ist, was bei Verwendung des Antennen­ schalters in einem Mobiltelefon die Standby-Zeit des Mobilte­ lefons negativ beeinträchtigen würde.For each switching diode 17 , 20 , 23 and 26 , a separate power supply circuit as a current driver for the corre sponding control pin 19 , 22 , 25 and 28 is required. The construction of a suitable power supply circuit is shown by way of example in FIG. 2 and comprises field effect transistors T1 and T2 coupled to a resistor R1 and having protective diodes. Vcc denotes the supply voltage of the current source, Vst denotes the control voltage of the baseband chip, GND denotes the ground connection and Vout denotes the control voltage for the corresponding control pin of the antenna switch. Of course, instead of the field effect transistors T1 and T2, appropriately connected bipolar transistors can be used, but then no current-free control is possible, which would negatively affect the standby time of the mobile phone when using the antenna switch in a mobile phone.

Da der in Fig. 4 gezeigte Antennenschalter insgesamt vier Schaltdioden und daher auch vier Stromversorgungsschaltungen aufweist, ist der Schaltungsaufwand des Antennenschalters re­ lativ hoch. Since the antenna switch shown in FIG. 4 has a total of four switching diodes and therefore also four power supply circuits, the circuit complexity of the antenna switch is relatively high.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Antennenschaltvorrichtung mit einem geringeren Schal­ tungsaufwand vorzuschlagen.The present invention is therefore based on the object an antenna switching device with a smaller scarf propose effort.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Antennenschalt­ vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruches 1 gelöst. Die Unteransprüche definieren vorteilhafte und bevorzugte Ausfüh­ rungsformen der vorliegenden Erfindung.According to the invention, this object is achieved by an antenna switch device with the features of claim 1 solved. The Subclaims define advantageous and preferred designs Forms of the present invention.

Der erfindungsgemäße Antennenschalter umfaßt mindestens zwei Sendesignalpfade und mindestens zwei Empfangssignalpfade für unterschiedliche Frequenzbänder, wobei ein über einen Steuer­ anschluß ansteuerbares Schaltelement vorgesehen ist, welches zwischen einerseits dem ersten und zweiten Sendesignalpfad und andererseits dem ersten und zweiten Empfangssignalpfad geschaltet ist. Das Schaltelement steuert somit den Betrieb des Antennenschalters und legt fest, über welche Signalpfade augenblicklich ein Signal empfangen bzw. gesendet werden kann. Das Schaltelement ist insbesondere in Form einer pin- Diode ausgestaltet. Es ist jedoch grundsätzlich auch die Ver­ wendung eines anderen Schaltelements, wie beispielsweise ei­ nes Transistors, denkbar, was jedoch gegenüber einer Diode eine höheren Schaltungsaufwand zu Folge hätte.The antenna switch according to the invention comprises at least two Transmitted signal paths and at least two received signal paths for different frequency bands, one using a tax Connection controllable switching element is provided, which between, on the one hand, the first and second transmission signal paths and on the other hand the first and second received signal paths is switched. The switching element thus controls the operation of the antenna switch and determines which signal paths a signal is instantly received or sent can. The switching element is in particular in the form of a pin Designed diode. However, it is basically the Ver another switching element, such as egg nes transistor, conceivable, but what compared to a diode would result in a higher switching effort.

Im Gegensatz zu dem unter Bezugnahme auf Fig. 4 beschriebenen Stand der Technik ist somit lediglich ein Schaltelement er­ forderlich, so daß entsprechend auch nur noch eine Stromver­ sorgungsschaltung für den Steuerpin dieses Schaltelements notwendig ist. Zudem ist für den erfindungsgemäßen Antennen­ schalter keine Auswerteschaltung erforderlich, welche das au­ genblicklich aktive Frequenzband ermittelt und davon abhängig die einzelnen Schaltdioden ansteuert. Der Basisband-Chip be­ nötigt somit insgesamt lediglich einen Steuerpin zum Schalten der Schaltdiode bzw. des Antennenschalters. Die Gesamtanzahl der erforderlichen Anschlüsse oder Pins wird gegenüber dem Stand der Technik deutlich reduziert, so daß insgesamt der Schaltungsaufwand für den erfindungsgemäßen Antennenschalter erheblich verringert werden kann.In contrast to the state of the art described with reference to FIG. 4, only one switching element is therefore required, so that accordingly only one power supply circuit is necessary for the control pin of this switching element. In addition, no evaluation circuit is required for the antenna switch according to the invention, which determines the currently active frequency band and controls the individual switching diodes as a function thereof. The baseband chip thus requires only a total of one control pin to switch the switching diode or the antenna switch. The total number of connections or pins required is significantly reduced compared to the prior art, so that the overall circuit complexity for the antenna switch according to the invention can be considerably reduced.

Bei Einsatz der vorliegenden Erfindung in einem GSM-Dualband- Mobiltelefon können der erste Sendesignalpfad und der erste Empfangssignalpfad beispielsweise für das E-GSM900- Frequenzband vorgesehen sein, während der zweite Sendesignal­ pfad und der zweite Empfangssignalpfad für das GSM1800- Frequenzband vorgesehen sein können.When using the present invention in a GSM dual-band Mobile phone can the first transmission signal path and the first Receive signal path, for example for the E-GSM900- Frequency band can be provided during the second transmission signal path and the second receive signal path for the GSM1800- Frequency band can be provided.

Die vorliegende Erfindung ist nicht nur auf Dualband- Anwendungen beschränkt, sondern kann auch auf Anwendungen mit drei Frequenzbändern (Trippleband-Anwendungen) oder mehr Fre­ quenzbändern erweitert werden. Zu diesem Zweck können auch die in den Empfangssignalpfaden vorgesehen Anpaßfilter in Form eines gemeinsamen Filters ausgestaltet werden, welches abhängig von dem jeweils gewünschten Frequenzband entspre­ chend verstimmt oder eingestellt wird.The present invention is not only applicable to dual band Applications limited, but can also be used with applications three frequency bands (triple band applications) or more Fre quenz tapes are expanded. For this purpose, too the matching filters provided in the received signal paths Form a common filter, which depending on the desired frequency band accordingly detuned or set.

In den Sendeweg kann ein Leistungskoppler integriert werden, welcher üblicherweise zur Detektion der Sendeleistung bzw. einer davon abhängigen Meßgröße benötigt wird, um die Sende­ leistung entsprechend nachregeln zu können. Ebenso kann der gesamte Regelkreis, welcher zur Regelung der Sendeleistung vorgesehen ist, in den Antennenschalter integriert werden.A power coupler can be integrated into the transmission path which is usually used to detect the transmission power or a dependent measurement variable is required to transmit to be able to adjust performance accordingly. Likewise, the entire control loop, which regulates the transmission power is provided to be integrated into the antenna switch.

Als weiterer Schritt ist auch denkbar, die gesamte Endstufe des jeweiligen Kommunikationsgeräts in den Antennenschalter zu integrieren, wobei zu diesem Zweck Verstärker und Filter, wie sie in üblichen Endstufen verwendet werden, in den Anten­ nenschalter einbezogen werden, so daß durch diese Integrati­ onsmaßnahmen dem Anwender eine ideale Endstufe zur Verfügung steht.As a further step, the entire output stage is also conceivable of the respective communication device in the antenna switch to integrate, using amplifiers and filters for this purpose, as used in conventional power amplifiers, in the antennas Integrated switches are included, so that this integrati on measures the user has an ideal amplifier stands.

Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnung anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele nä­ her beschrieben. The present invention is hereinafter referred to nä on the drawing based on preferred embodiments described here.  

Fig. 1 zeigt ein vereinfachtes Blockschaltbild eines erfin­ dungsgemäß aufgebauten Antennenschalters, Fig. 1 shows a simplified block diagram of a dung OF INVENTION constructed in accordance with the antenna switch,

Fig. 2 zeigt eine Stromversorgungsschaltung, welche zum An­ steuern eines in Fig. 1 gezeigten Steueranschlusses verwendet werden kann, FIG. 2 shows a power supply circuit which can be used to control a control connection shown in FIG. 1,

Fig. 3 zeigt ein Blockschaltbild einer Abwandlung des in Fig. 1 gezeigten Antennenschalters, und Fig. 3 shows a block diagram of a modification of the antenna switch shown in Fig. 1, and

Fig. 4 zeigt ein vereinfachtes Blockschaltbild eines Anten­ nenschalters gemäß dem Stand der Technik. Fig. 4 shows a simplified block diagram of an antenna switch according to the prior art.

In Fig. 1 ist der Aufbau eines Antennenschalters dargestellt, wie er beispielsweise in GSM-Dualband-Mobiltelefonen zur Um­ schaltung zwischen dem E-GSM900-Frequenzband und dem GSM1800- Frequenzband eingesetzt werden kann.In Fig. 1, the structure of an antenna switch is shown, as it can be used for example in GSM dual-band mobile phones to switch between the E-GSM900 frequency band and the GSM1800- frequency band.

Der Antennenschalter umfaßt einen Antennenanschluß 4 zum An­ schließen eine Sende- und Empfangsantenne. Mit dem Antennean­ schluß 4 ist ein E-GSM900-Empfangssignalpfad, ein GSM1800- Empfangssignalpfad, ein E-GSM900-Sendesignalpfad und ein GSM1800-Sendesignalpfad gekoppelt.The antenna switch comprises an antenna connection 4 to connect to a transmitting and receiving antenna. With the Antennean circuit 4 , an E-GSM900 receive signal path, a GSM1800- receive signal path, an E-GSM900 transmit signal path and a GSM1800 transmit signal path are coupled.

Der E-GSM900-Empfangssignalpfad umfaßt einen Ausgang 1 zur Ausgabe eines über die Antenne im E-GSM900-Frequenzband emp­ fangenen Signals und ein in Form einer Filterschaltung ausge­ staltetes Anpaßnetzwerk 2, während der GSM1800- Empfangssignalpfad einen Ausgang 7 zur Ausgabe eines über die Antenne im GSM1800-Frequenzband empfangenen Signals und ein in Form einer Filterschaltung ausgestaltetes Anpaßnetzwerk 6 umfaß t.The E-GSM900 received signal path comprises an output 1 for outputting a signal received via the antenna in the E-GSM900 frequency band and a matching network 2 designed in the form of a filter circuit, while the GSM1800- received signal path has an output 7 for outputting a via the antenna signal received in the GSM1800 frequency band and a matching network 6 in the form of a filter circuit comprises t.

Der E-GSM900-Sendesignalpfad umfaßt einen Eingang 11 für die Zuführung eines über die Antenne im E-GSM900-Frequenzband zu sendenden Signals sowie ein in Form einer Filterschaltung ausgestaltetes Anpaßnetzwerk 10, und der GSM1800- Sendesignalpfad umfaßt einen Eingang 8 für die Zuführung ei­ nes über die Antenne im GSM1800-Frequenzband zu sendenden Si­ gnals sowie ein in Form einer Filterschaltung ausgestaltetes Anpaßnetzwerk 9.The E-GSM900 transmission signal path comprises an input 11 for the supply of a signal to be transmitted via the antenna in the E-GSM900 frequency band and a matching network 10 in the form of a filter circuit, and the GSM1800 transmission signal path comprises an input 8 for the supply of egg Signals to be sent via the antenna in the GSM1800 frequency band and a matching network 9 in the form of a filter circuit.

Die für das E-GSM900-Frequenzband einerseits und das GSM1800- Frequenzband andererseits vorgesehenen Signalpfade sind über eine Diplexerschaltung 3, 5 mit dem Antennenanschluß 4 gekop­ pelt. Die Diplexerschaltung umfaßt eine Hochpaß-Tiefpaß- Kombination, wobei bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel der Tiefpaßanteil 3 den Signalpfaden des E-GSM900- Frequenzbands und der Hochpaßanteil 5 den Signalpfaden des GSM1800-Frequenzbands zugeordnet ist. Durch entsprechende Di­ mensionierung des Tiefpaßanteils 3 bzw. Hochpaßanteils 5 der Diplexerschaltung wird sichergestellt, daß über die dem E- GSM900-Frequenzband zugeordneten Signalpfade nur Signale mit einer im Bereich des E-GSM900-Frequenzbands liegenden Fre­ quenz und über die dem GSM1800-Frequenzband zugeordneten Si­ gnalpfade nur Signale mit einer Frequenz im Bereich des GSM1800-Frequenzbands geführt werden können.The signal paths provided for the E-GSM900 frequency band on the one hand and the GSM1800- frequency band on the other hand are coupled via a diplexer circuit 3 , 5 to the antenna connection 4 . The diplexer circuit comprises a high-pass / low-pass combination, the low-pass component 3 being assigned to the signal paths of the E-GSM 900 frequency band and the high-pass component 5 being assigned to the signal paths of the GSM1800 frequency band in the exemplary embodiment shown. By appropriate dimensioning of the low-pass portion 3 or high-pass portion 5 of the diplexer circuit ensures that on the signal paths assigned to the E-GSM900 frequency band only signals with a frequency in the range of the E-GSM900 frequency band and on the assigned to the GSM1800 frequency band Signal paths can only carry signals with a frequency in the range of the GSM1800 frequency band.

Eine als Schaltelement dienende pin-Schaltdiode 12 ist wie in Fig. 1 gezeigt derart verschaltet, daß sie mit ihrer Anode sowohl mit dem Ausgang des Anpaßnetzwerks 10 des E-GSM900- Sendesignalpfads als auch mit dem Ausgang des Anpaßnetzwerks 9 des GSM1800-Sendesignalpfads verbunden ist, während sie mit ihrer Kathode einerseits mit der Verbindung zwischen dem An­ paßnetzwerk 2 und dem Diplexerschaltungsteil 3 sowie anderer­ seits mit der Verbindung zwischen dem Anpaßnetzwerk 6 und dem Diplexerschaltungsteil 5 gekoppelt ist. In den Komponenten 2 und 5 oder 3 und 6 befindet sich jeweils ein mit Masse gekop­ pelter Widerstand, über den der entsprechende Gleichstrom­ kreis geschlossen werden kann. Für die Schaltdiode 12 ist ei­ ne Biaszuführung 13 vorgesehen, welche wiederum mit einem Steueranschluß oder Steuerpin 14 verbunden ist, an den eine Steuerspannung zum Schalten der Schaltdiode 12 angelegt wird, so daß die Schaltdiode 12 den Betrieb des Antennenschalters steuert und festlegt, über welche Signalpfade augenblicklich ein Signal empfangen bzw. gesendet werden kann.A pin switching diode 12 serving as a switching element is connected as shown in FIG. 1 in such a way that its anode is connected both to the output of the matching network 10 of the E-GSM900 transmission signal path and to the output of the matching network 9 of the GSM1800 transmission signal path while it is coupled with its cathode on the one hand to the connection between the pass network 2 and the diplexer circuit part 3 and on the other hand to the connection between the match network 6 and the diplexer circuit part 5 . Components 2 and 5 or 3 and 6 each have a resistor coupled to ground via which the corresponding DC circuit can be closed. For the switching diode 12 ei ne bias supply 13 is provided, which in turn is connected to a control connection or control pin 14 to which a control voltage for switching the switching diode 12 is applied, so that the switching diode 12 controls the operation of the antenna switch and determines the signal paths a signal can be received or sent instantaneously.

Wie der Darstellung von Fig. 1 entnommen werden kann, sind für den Betrieb des Antennenschalters lediglich sechs An­ schlußpins erforderlich. Hinzu kommt noch mindestens ein Mas­ sepin. In der Regel werden jedoch drei bis fünf Massepins vorgesehen, die zur Isolation benutzt werden, so daß der An­ tennenschalter insgesamt 9 bis 11 Anschlußpins aufweist.As can be seen from the illustration in FIG. 1, only six connection pins are required for the operation of the antenna switch. In addition there is at least one mass sepin. In general, however, three to five ground pins are provided, which are used for isolation, so that the tennis switch has a total of 9 to 11 connection pins.

Für die Schaltdiode 12 ist eine separate Stromversorgungs­ schaltung als Stromtreiber für den entsprechenden Steuerpin 14 erforderlich. Der Aufbau dieser Stromversorgungsschaltung wurde bereits anhand Fig. 2 erläutert und kann analog auf die vorliegende Erfindung angewendet werden. Zur Vermeidung von Wiederholungen wird daher an dieser Stelle auf die Erläute­ rungen zu Fig. 2 verwiesen.For the switching diode 12 , a separate power supply circuit is required as a current driver for the corresponding control pin 14 . The structure of this power supply circuit has already been explained with reference to FIG. 2 and can be applied analogously to the present invention. To avoid repetition, reference is therefore made to the explanations for FIG. 2 at this point.

Die vorliegende Erfindung ist nicht nur auf Dualband- Anwendungen beschränkt, sondern kann auch auf Anwendungen mit drei Frequenzbändern (Trippleband-Anwendungen) oder mehr Fre­ quenzbändern erweitert werden. Für Trippleband-Anwendungen ist beispielsweise denkbar, anstelle der in dem E-GSM900- und GSM1800-Empfangssignalpfaden vorgesehenen und durch jeweils ein Filter realisierten Anpaßnetzwerke 2 und 6 ein gemeinsa­ mes Empfangsfilter vorzusehen, dessen Durchlaßbereich abhän­ gig von dem gewünschten Frequenzband durch eine geeignete An­ paßschaltung verstimmt werden kann. Für die Umschaltung die­ ses Empfangsfilters könnte eine weitere Schaltdiode vorgese­ hen sein. Der daraus resultierende erhöhte Schaltungsaufwand wird durch die Einsparung eines Filters mehr als kompensiert.The present invention is not only limited to dual-band applications, but can also be extended to applications with three frequency bands (triple band applications) or more frequency bands. For triple band applications, it is conceivable, for example, to provide a common reception filter instead of the adaptation networks 2 and 6 provided in the E-GSM 900 and GSM 1800 reception signal paths and implemented by a filter, the pass band depending on the desired frequency band by a suitable matching circuit can be detuned. A further switching diode could be provided for switching this reception filter. The resulting increased circuit complexity is more than compensated for by saving a filter.

Sollten die Frequenzbänder der beiden Signalpfade zu weit auseinander liegen, so daß sich die beiden Anpaßnetzwerke 2 und 6 nicht oder nur mit erheblichem Aufwand durch eine ge­ meinsame Filterschaltung realisieren lassen, kann auch nur eines der beiden Anpaßnetzwerke 2 und 6 durch eine geeignete Anpaßschaltung 29 (vgl. Fig. 3) verstimmt werden, um nur den Durchlaßbereich dieses Anpaßnetzwerks entsprechend zu ver­ stimmen, während der Durchlaßbereich des anderen Anpaßnetz­ werks konstant bleibt.If the frequency bands of the two signal paths are too far apart, so that the two matching networks 2 and 6 cannot be implemented or can only be implemented with considerable effort by a common filter circuit, only one of the two matching networks 2 and 6 can be implemented by a suitable matching circuit 29 ( see Fig. 3) are detuned to only vote the pass band of this matching network accordingly, while the pass band of the other matching network remains constant.

Für Trippleband-Anwendungen muß entsprechend ein dritter Sen­ de- und Empfangssignalpfad für das dritten Frequenzband vor­ gesehen und mit dem Antennenanschluß 4 gekoppelt werden.For triple band applications, a third transmission and reception signal path for the third frequency band must be seen accordingly and coupled to the antenna connection 4 .

Wie in Fig. 3 anhand einer Abwandlung des in Fig. 1 gezeigten Ausführungsbeispiels dargestellt ist, kann in den Sendeweg ein Leistungs- oder Richtkoppler 15 integriert werden, der insbesondere auf dem Gebiet der Mobilfunktechnik üblicherwei­ se zur Leistungsdetektion in Kombination mit einem entspre­ chenden Regelkreis zur Regelung der Sendeleistung verwendet wird. Über den mit einem Abflußwiderstand R2 verbundenen Lei­ stungskoppler 15 wird eine von der augenblicklichen Sendelei­ stung abhängige Meßgröße erfaßt und einem Regelkreis 16 zu­ geführt. Der Regelkreis 16 umfaßt in der Regel einen Hüllkur­ vendetektor, der eine der gleichgerichteten HF-Sendefrequenz entsprechende Spannung generiert und einem Regler zuführt. Der Regler, welcher üblicherweise in Form eines Differenzver­ stärkers ausgebildet ist, vergleicht den auf diese Weise er­ mittelten Istwert der von der Sendeleistung abhängigen Meß­ größe mit einem vorgegebenen Sollwert und erzeugt abhängig von dem Ergebnis dieses Vergleichs eine Stellgröße, welche auf einen dem jeweiligen Sender zugeordneten Leistungsver­ stärker einwirkt, um die von diesem Sender erzeugte Sendelei­ stung entsprechend einzustellen. Wie in Fig. 3 gezeigt ist, kann nicht nur der Leistungskoppler 15, sondern der gesamte Regelkreis 16 in die Schaltung des Antennenschalters inte­ griert werden, wobei der Leistungskoppler 15 vorzugsweise der Kathode der Schaltdiode 12 in Senderichtung nachgeschaltet ist. As shown in Fig. 3 based on a modification of the embodiment shown in Fig. 1, a power or directional coupler 15 can be integrated in the transmission path, which in particular in the field of mobile radio technology usually se for power detection in combination with a corresponding control circuit Regulation of the transmission power is used. About the connected with a discharge resistor R2 Lei stungskoppler 15 is a dependent on the current Sendelei stung measured variable detected and fed to a control loop 16 . The control circuit 16 usually comprises an envelope detector which generates a voltage corresponding to the rectified RF transmission frequency and supplies it to a controller. The controller, which is usually designed in the form of a differential amplifier, compares the actual value determined in this way, the measurement variable dependent on the transmission power, with a predetermined setpoint value and, depending on the result of this comparison, generates a manipulated variable which is assigned to the respective transmitter Power amplifier acts to adjust the transmitter power generated by this transmitter accordingly. As shown in Fig. 3, not only the power coupler 15 , but the entire control circuit 16 can be integrated into the circuit of the antenna switch, the power coupler 15 preferably being connected downstream of the cathode of the switching diode 12 in the transmission direction.

Als weiterer Schritt ist auch denkbar, die gesamte Endstufe des jeweiligen Kommunikationsgeräts in den Antennenschalter zu integrieren, wobei zu diesem Zweck Verstärker und Filter, wie sie in den Sende- bzw. Empfangssignalpfaden üblicher End­ stufen verwendet werden, in den Antennenschalter einbezogen werden, so daß durch diese Integrationsmaßnahmen dem Anwender eine ideale Endstufe zur Verfügung steht.As a further step, the entire output stage is also conceivable of the respective communication device in the antenna switch to integrate, using amplifiers and filters for this purpose, as usual in the transmit or receive signal paths end stages are used, included in the antenna switch be so that the user through these integration measures an ideal power amplifier is available.

Claims (14)

1. Antennenschaltvorrichtung für Mehrband- Kommunikationsgeräte,
mit einem Antennenanschluß (4) für den Anschluß einer Anten­ ne,
mit einem ersten Empfangssignalpfad (1-3) für ein über eine Antenne in einem ersten Frequenzband empfangenes Signal,
mit einem zweiten Empfangssignalpfad (5-7) für ein über die Antenne in einem zweiten Frequenzband empfangenes Signal,
mit einem ersten Sendesignalpfad (10, 11) für ein über die An­ tenne in dem ersten Frequenzband zu sendendes Signal, und
mit einem zweiten Sendesignalpfad (8, 9) für ein über die An­ tenne in dem zweiten Frequenzband zu sendendes Signal, und
mit Schaltmitteln (12) zum wahlweise Aktivieren des ersten Empfangssignalpfads (1-3), des ersten Sendesignalpfads (10, 11), des zweiten Empfangssignalpfads (5-7) und des zwei­ ten Sendesignalpfads (8, 9),
dadurch gekennzeichnet,
daß die Schaltmittel ein über einen Steueranschluß (14) an­ steuerbares Schaltelement (12) umfassen, wobei das Schaltele­ ment (12) zwischen einerseits dem ersten und zweiten Sendesi­ gnalpfad (10, 11; 8, 9) und andererseits dem ersten und zweiten Empfangssignalpfad (1-3; 5-7) angeordnet ist.1. antenna switching device for multi-band communication devices,
with an antenna connection ( 4 ) for connecting an antenna ne,
with a first received signal path ( 1-3 ) for a signal received via an antenna in a first frequency band,
with a second received signal path ( 5-7 ) for a signal received via the antenna in a second frequency band,
with a first transmission signal path ( 10 , 11 ) for a signal to be transmitted via the antenna in the first frequency band, and
with a second transmission signal path ( 8 , 9 ) for a signal to be transmitted via the antenna in the second frequency band, and
with switching means ( 12 ) for selectively activating the first receive signal path ( 1-3 ), the first transmit signal path ( 10 , 11 ), the second receive signal path ( 5-7 ) and the second transmit signal path ( 8 , 9 ),
characterized by
that the switching means comprise a switching element ( 12 ) which can be controlled via a control connection ( 14 ), the switching element ( 12 ) between the first and second transmission signal path ( 10 , 11 ; 8 , 9 ) and the first and second received signal path ( 1-3 ; 5-7 ) is arranged. 2. Antennenschaltvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Schaltelement (12) durch eine Diode gebildet ist, welche mit ihrem einen Anschluß sowohl mit dem ersten und zweiten Sendesignalpfad (10, 11; 8, 9) und mit ihrem anderen An­ schluß sowohl mit dem ersten und zweiten Empfangssignalpfad (1-3; 5-7) verbunden ist.2. Antenna switching device according to claim 1, characterized in that the switching element ( 12 ) is formed by a diode, which with its one connection both with the first and second transmission signal path ( 10 , 11 ; 8 , 9 ) and with its other connection both is connected to the first and second received signal paths ( 1-3 ; 5-7 ). 3. Antennenschaltvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Diode (12) mit ihrer Anode sowohl mit dem ersten und zweiten Sendesignalpfad (10, 11; 8, 9) und mit ihrer Kathode sowohl mit dem ersten und zweiten Empfangssignalpfad (1-3; 5-7) verbunden ist.3. Antenna switching device according to claim 2, characterized in that the diode ( 12 ) with its anode with both the first and second transmission signal path ( 10 , 11 ; 8 , 9 ) and with its cathode with both the first and second reception signal path ( 1-3 ; 5-7 ) is connected. 4. Antennenschaltvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mit dem Antennenanschluß (4) eine Diplexerschaltung (3, 5) verbunden ist, wobei ein erster Teil (3) der Diplexerschal­ tung in dem ersten Empfangssignalpfad (1-3) angeordnet ist, während ein zweiter Teil (5) der Diplexerschaltung in dem zweiten Empfangssignalpfad (5-7) angeordnet ist.4. Antenna switching device according to one of the preceding claims, characterized in that a diplexer circuit ( 3 , 5 ) is connected to the antenna connection ( 4 ), a first part ( 3 ) of the diplexer circuit being arranged in the first received signal path ( 1-3 ) , while a second part ( 5 ) of the diplexer circuit is arranged in the second received signal path ( 5-7 ). 5. Antennenschaltvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet,
daß der erste Empfangssignalpfad (1-3), der zweite Empfangs­ signalpfad (5-7), der erste Sendesignalpfad (10, 11) und der zweite Sendesignalpfad (8, 9) jeweils eine Anpaßfilterschal­ tung (2; 6; 9; 10) enthalten, und
daß das Schaltelement (12) mit einem Anschluß einerseits an eine Verbindung zwischen der Anpaßfilterschaltung (2) des er­ sten Empfangssignalpfads und dem ersten Teil (3) der Diple­ xerschaltung und andererseits an eine Verbindung zwischen der Anpaßfilterschaltung (6) des zweiten Empfangssignalpfads und dem zweiten Teil (5) der Diplexerschaltung angeschlossen ist, und
daß das Schaltelement (12) mit einem anderen Anschluß an eine Verbindung zwischen der Anpaßfilterschaltung (10) des ersten Sendesignalpfads und der Anpaßfilterschaltung (9) des zweiten Sendesignalpfads angeschlossen ist.5. Antenna switching device according to claim 4, characterized in
that the first receive signal path ( 1-3 ), the second receive signal path ( 5-7 ), the first transmit signal path ( 10 , 11 ) and the second transmit signal path ( 8 , 9 ) each have a matching filter circuit ( 2 ; 6 ; 9 ; 10 ) included, and
that the switching element ( 12 ) with a connection on the one hand to a connection between the matching filter circuit ( 2 ) of the most received signal path and the first part ( 3 ) of the triple xerschaltung and on the other hand to a connection between the matching filter circuit ( 6 ) of the second received signal path and the second Part ( 5 ) of the diplexer circuit is connected, and
that the switching element ( 12 ) is connected to another connection to a connection between the matching filter circuit ( 10 ) of the first transmission signal path and the matching filter circuit ( 9 ) of the second transmission signal path. 6. Antennenschaltvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Steuereinrichtung (29) zum Umschalten des Durchlaß­ frequenzbereichs der Anpaßfilterschaltung (2) des ersten Emp­ fangssignalpfads (1-3) und/oder der Anpaßfilterschaltung (6) des zweiten Empfangssignalpfads (5-7) zwischen verschiedenen Frequenzbändern vorgesehen ist.6. Antenna switching device according to one of the preceding claims, characterized in that a control device ( 29 ) for switching the pass frequency range of the matching filter circuit ( 2 ) of the first Emp signal signal path ( 1-3 ) and / or the matching filter circuit ( 6 ) of the second received signal path ( 5th -7 ) is provided between different frequency bands. 7. Antennenschaltvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Anpaßfilterschaltung (2) des ersten Empfangssignal­ pfads (1-3) und die Anpaßfilterschaltung (6) des zweiten Emp­ fangssignalpfads (5-7) durch eine gemeinsame Filterschaltung realisiert sind, deren Durchlaßfrequenzbereich von der Steu­ ereinrichtung (29) zwischen verschiedenen Frequenzbändern um­ schaltbar ist.7. Antenna switching device according to claim 6, characterized in that the matching filter circuit ( 2 ) of the first received signal path ( 1-3 ) and the matching filter circuit ( 6 ) of the second Emp catch signal path ( 5-7 ) are realized by a common filter circuit whose pass frequency range from the control device ( 29 ) can be switched between different frequency bands. 8. Antennenschaltvorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein weiterer Sendesignalpfad und mindestens ein weiterer Empfangssignalpfad für ein über die Antenne in einem weiteren Frequenzband zu sendendes bzw. empfangenes Si­ gnal vorgesehen ist.8. antenna switching device according to claim 6 or 7, characterized, that at least one further transmission signal path and at least another receive signal path for a via the antenna in Si to be transmitted or received in a further frequency band gnal is provided. 9. Antennenschaltvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mit den Sendesignalpfaden (8, 9; 10, 11) Leistungsdetektor­ mittel (15) zum Erfassen einer von der jeweils augenblickli­ chen Sendeleistung abhängigen Meßgröße gekoppelt ist, wobei die von den Leistungsdetektormitteln (15) erfaßte Meßgröße einem Regelkreis (16) zum Regeln der jeweiligen Sendeleistung zuzuführen ist.9. Antenna switching device according to one of the preceding claims, characterized in that with the transmission signal paths ( 8 , 9 ; 10 , 11 ) power detector means ( 15 ) for detecting a measurement variable dependent on the respective instantaneous transmission power is coupled, which of the power detector means ( 15 ) the measured variable is fed to a control circuit ( 16 ) for regulating the respective transmission power. 10. Antennenschaltvorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Leistungsdetektormittel einen in Serie mit dem Schal­ telement (12) geschalteten Leistungskoppler (15) umfassen.10. Antenna switching device according to claim 9, characterized in that the power detector means comprise a power coupler ( 15 ) connected in series with the switching element ( 12 ). 11. Antennenschaltvorrichtung nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß auch der Regelkreis (16) in die Antennenschaltvorrichtung integriert ist.11. Antenna switching device according to claim 9 or 10, characterized in that the control circuit ( 16 ) is integrated in the antenna switching device. 12. Antennenschaltvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in die Antennenschaltvorrichtung Verstärker und/oder Fil­ ter für die Empfangssignalpfade (1-3; 5-7) und/oder Sendesi­ gnalpfade (10, 11; 8, 9) sind.12. Antenna switching device according to one of the preceding claims, characterized in that in the antenna switching device amplifier and / or Fil ter for the received signal paths ( 1-3 ; 5-7 ) and / or Sendesi signal paths ( 10 , 11 ; 8 , 9 ). 13. Verwendung einer Antennenschaltvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche in einem Mehrband-Mobilfunkgerät.13. Use of an antenna switching device according to one of the preceding claims in a multi-band mobile device. 14. Verwendung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Frequenzband dem E-GSM900-Frequenzband und das zweite Frequenzband dem GSM1800-Frequenzband entspricht.14. Use according to claim 13, characterized, that the first frequency band is the E-GSM900 frequency band and that second frequency band corresponds to the GSM1800 frequency band.
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