DE2636969C2

DE2636969C2 - HF-Antennenschalter

Info

Publication number: DE2636969C2
Application number: DE19762636969
Authority: DE
Inventors: Helmut 7913 Senden Gerle; Wolfgang Dipl.-Ing. 7902 Blaubeuren Haßler
Original assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Current assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Priority date: 1976-08-17
Filing date: 1976-08-17
Publication date: 1984-05-10
Also published as: NL7708988A; DE2636969A1; GB1579075A

Description

Verzögerung nach Maßgabe von zweiten Zeitgliedern (C9, R 7; C9, R T) zur Entsperning der zugehörigen Schaltelemente (Gr X GrV) veranlaßt werden.

2. H F-Antennenschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein ohmscher Widerstand (R 1) im Steuerkreis eines jeden HF-Senders (S) in einem den Schaltkreisen aller HF-Sender (S) und HF-Empfänger(E, /^gemeinsamen Schahungszug angeeignet ist

3. HF-Antennenschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daü jedem Schaltelement (Gr1, Cr 2, Gr2') jeweils ein hochohmiger Wider-

seits Sperrschaltungen (T3, GrA, GrZ; GrA', GrZ') 15 meinsame Antenne ermöglicht, wobei jegliche zeitliche vorgesehen sind, mittels welcher die Steuerkreise Überschneidung der Durchschaltung eines HF-Senders (TX RX DrX GrX GrZ; TZ, RZ, DrZ, GrZ, und eines HF-Empfängers vermieden werden solL Gr 3') der HF-Empfänger (E, E') beim Durchschal- Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt bei einem HF-An-

ten eines HF-Senders (S) sofort zur Sperrung und tennenschalter der eingangs genannten Art durch die im bei der Zerrung des Schaltelements (Gr 1) eines 20 kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebenen durchgeschaltctcn HF-Senders (S) jeweils mit einer Merkmale,

In einer Weiterbildung der Erfindung ist zur Erhöhung der Sperrfähigkeit der Schaltelemente der HF-Empfänger gegenüber hohen HF-Leistungen und zur Verbesserung der Interkanalmodulationsfestigkeit ein ohmscher Widerstand im Steuerkreis eines jeden HF-Senders in einem den Schaltkreisen aller HF-Sender und HF-Empfänger gemeinsamen Schaltungszug angeordnet

Eine weitere, bei hohen Sendeleistungen vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung besteht darin, daß zur Verringerung der Richtströme gesperrter Schaltelemente jedem Schaltelement jeweils ein hochohmiger Widerstand gleichstrommäßig parallel geschaltet ist

stand (R 8, R 8', R 8") gleichsirommäßig parallelge- 35 Die Erfindung wird im folgenden anhand der Figuren schaltet ist näher erläutert.

F i g. 1 zeigt einen bekannten elektromagnetischen Antennenschalter mit /ί/4-Leitung. Soll der Sender über

eine als HF-Schaltelement/lienenf'e Pin-Diode Gr 1 auf einen Antennenanschluß A (bzw. eine Antenne) durchgeschaltet werden, so muß von iiner Spannungsquelle + U₀ ein Steuergleichstrom über die Pin-Diode Gr 1, eine /?/4-Leitung und eine weitere Pin-Diode Gr 2 fließen, so daß die Pin-Dioden dann niederohmige Widerstände (»1 Ω) darstellen. Die /?/4-Leitung transformiert den niederohmigen Widerstand der Diode Gr2 in einen am Punkt A wirksamen hochohmigen Verlustwidcrstand für den Sendezweig. Im Empfangsteil — dann fließt kein Steuergleichstrom — werden die Sperr-Schichtkapazitäten der Pin-Dioden wirksam und die Empfangsenergie kann nahezu verlustfrei in den Empfänger fließen. Die eingezeichneten Kapazitäten dienen der Gleichstrom-, die Drossel der HF-Stromentkopplung. Die Nachteile eines solchen Antennenschalters sind bereits erwähnt worden. Bei einer Anwendung im 4 m-Band beispielsweise macht sich außerdem die Länge der/2/4-Leitung nachteilig bemerkbar.

In F i g. 2 ist ein anderer bekannter Antennenschalter mit einem Anschluß für einen Sender Sund einen Emp-

Die Erfindung betrifft einen H F-Antennenschalter nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Derartige Schalter werden bei Sende-ZEmpfangsgeräten zum wahlweisen Aufschalten des Sende- oder Empfangsteils auf die Antenne benötigt.

Aus der DE-OS 24 26 506 ist ein Antennenschalter mit Pin-Dioden bekannt, welche mittels einer umpolbaren Steuergleichspannung geschaltet werden. Dieser Antennenschalter wird weiter unten anhand der F i g. 3 ausführlich erläutert. Aus der DE-OS 21 53 630 ist ein Antennenschalter mit mechanischen Schaltern bekannt bei welchem mittels einer Verzögerungseinrichtung sichergestellt werden soll, daß der Sender nie ohne Antenncnbelastung läuft und dadurch die Senderendstufe gegen Zerstörung geschützt ist. Maßnahmen zum Schutz des Empfängers bei eventueller zeitlicher Überschneidung der Durchschaltung des Senders sind dieser Schrift jedoch nicht zu entnehmen, bzw. wegen der Verwendung mechanischer Umschalter nicht notwendig.

Aus Applikationsschriften für Pin-Dioden sind bereits 60 fänger £ dargestellt, bei dem als Transformationsglied die in Fig. 1 und 2 dargestellten Antennenschalter — anstelle einer /ί/4-Leitung ein aus diskreten Elementen

auf die später näher eingegangen wird — bekannt. Diese Antennenschalter weisen jedoch eine Reihe von Nachteilen auf, insbesondere gestatten sie nur den Anschluß eines Empfängers, so daß bei Sprechfunkgeräten für die Betriebsarten Wechselsprechen und bedingtes Gegensprechen eine Bandvertauschung nicht möglich ist. Als weiterer Nachteil kommt hinzu, daß es hier zu aufgebautes T-Glied verwendet wird.

Fig.3 zeigt einen Antennschalter zur getrennten Aufschaltung für einen Sender 5 und zwei Empfänger E und £', wie er im Prinzip für einen Sender und einen Empfänger aus der DE-OS 24 26 506 bekannt ist. In der dargestellten Stellung eines ersien Schallers S I fließt der Steuergleichstrom über einen Steuerkreis für das

Schaltelement zur Durchschaltung des Senders S — eiic Pin-Diode CrI — bestehend aus einem ohmschen iVidersiand R 1. einer ersten Drossel Dr 1, der Pin-Dioie Gr 1 und einer zweiten Drossel Dr 3. so daß in die- ;em Fall also der Sender 5 auf den Antennenanschluß A iurchgeschaltet ist. In der anderen Stellung des ersten schalters S1 und der dargestellten Stellung eines zweien Schalters S 2 wäre dann ein Empfänger £'über eine /on einem entsprechenden Steuerkreis — bestehend ms ohmschen Widerstand R 2', Drossel Dr 2', Pin-Diode Gr2' und Drossel Dr3 — gesteuerte Pin-Diode Gr 2' auf den Antennenanschluß A geschaltet Gleiches gilt für einen weiteren Empfänger E mit seinem Schaltelement Gr 2 und zugehörigem Steuerkreis bei der nicht eingezeichneten Stellung des zweiten Schalters 5 Z Die drei Steuerkreise für den Sender 5 und die beiden Empfänger E und E' sind identisch aufgebaut, wobei die zweite Drossel Dr 3 Bestandteil aller drei Kreise isL Die Anordnung nach F i g. 3 ermöglicht einen Betrieb eines Sende-/Empfangsgerätes sowohl in der Art des Wechselsprecher.s als auch des bedingten Gegensprechens. Zum Schutz der Einganjjsstufen der Empfänger E und E' gegen Beschädigung oder Zerstörung muß die Anordnung aber noch durch eine Schaltung ergänzt werden , die eine gleichzeitige Aufschaltung des Senders S und eines bzw. beider Empfänger E und E'auf den Antennenanschluß A verhindert.

Fig.4 zeigt eine erfindungsgemäße Anordnung, im Ausführungsbeispiel wieder mit einem Sender und zwei Empfängern. Die Schalter Sl und S 2 der Anordnung nach F i g. 3 sind hier durch drei Transistorschalter 71, 72 und T2' ersetzt. Der Sender S wird auf den Antennenanschluß A durchgeschaltet, indem ein erster Anschluß STauf Massepotential gelegt wird, wodurch der Steuergleichstrom von der Batterie + U₀ über den dann durchgeschalteten Transistorschalter 7"! dem Steuerkreis der Pin-Diode GrI zur Durchschaltung des Senders zugeführt wird. Entsprechendes gilt für die Empfänger E bzw. £', falls ein weiterer Anschluß ET bzw. ET' auf kiassepotential gelegt wird, wobei dann der Steuergleichstrom von der Batterie + U₀ über den Transistorschalter TI bzw. T2' dem Steuerkreis der Pin-Diode Gr 2 bzw. Gr 2' zur Durchschaltung dieses Empfängers zufließt. Um zu verhindern, daß die hohe Sendeleistung von z. B. 10 Watt einem der Empfänger E bzw. £' zugeleitet wird, ist zusätzlich eine Sperrschaltung vorgesehen, die im wesentlichen aus einem weiteren Transistorschalter T3, einer Diode Gr 4 bzw. Gr 4' und einer weiteren Diode Gr 3 bzw. Gr 3' besteht (bei den Dioden Gr3 und Gr3' handelt es sich jeweils um zwei in Serie geschaltete Dioden) und die folgendermaßen funktioniert Bei der Sendertastung. d. h. bei Anlegen des Massepotentials auf den Anschluß ST. wird der Schalttransistor 73 sofort leitend und entlädt die Kapazität C9 innerhalb von 1 μ$εο Dabei steigt das Potential an den Kathoden der Diode Gr4 und Gr4' an (auf U₁, — Ur mit Uf = Durchlaßipannung einer Diode bzw. einer leitenden Basis-Emitter-Diode eines Transistors), wodurch die beiden Schalttransistoren 72 und 72' sofort gesperrt werden, da diese wegen der (doppelten) Dioden Gr 3 bzw. Gr 3' nur bei niedrigen Kathodenpotentialen (< Uo — 3Uf) leitend sind. Darüber hinaus wird der die Durchschaltung des Sendezweiges bestimmende Schaittransistor 71 selbst nach Maßgabe eines ersten Zeitcliedes R 5 und C8 (die Kapazität C8 muß erst über den Widerstand /?5 aufgeladen werders) verzögert durchgesciiahet. Außerdem sind zweite Zeitelieder C9. Rl hzw. C9, RT so dimensioniert, daß wegen der erforderlichen hohen Potentialabsenkung (von U_n — Ui--smI U₁, — 3Ui) an den Verbindungen der Dioden C/3 und Gr4 bzw. Gr3' und Gr4' gewährleistet ist, daß bei Beendigung der Sendertastung, d. h. bei Trennung des Anschlusses S7vom Massepotential, zuerst der Sendezweig gesperrt und erst danach einer der Empfangszweige durchgeschaltet wird (falls der zugehörige Anschluß ET bzw. ET' zu diesem Zeitpunkt an Massepotential angeschlossen ist).

ίο Als Vorteil erweist es sich, wenn der ohmsche Widerstand Λ1 im Steuerkreis für die Pin-Diode Gr 1 zur Durchschaltung des Senders statt auf der Anodenseite der Pin-Diode Gr 1 (wie in F i g. 3 dargestellt) auf der Kathodenseite in dem den Schaltkreisen des Senders und der beiden Empfänger gemeinsamen Schaltungsteil angeordnet wird, wie in F i g. 4 dargestellt, wobei dann durch die Verlegung des Widerstandes R1 eine Entkopplungskapazität CIl zur gleichstrommäßigen Entkopplung des Antennenanschlusses A erforderlich wird.

Mit Hilfe der zusätzlich nach Masse geschalteten hochohmigen Widerstände /?8. R8' uiui RS" (hochohmig, um mögliche Richtströme sehr klein zu halten) werden die jeweils nichtleitenden Pin-Dioden — immer zwei Dioden — automatisch durch den am Widerstand R 1 erzeugten Spannungsabfall mit einer negativen Sperrspannung beaufschlagt

Durch diese Maßnahmen werden zum einen die Interkanalmodulationsfestigkeit des Antennenschalters erhöht und zum andern die Sperrfähigkeit der Pin-Dioden verbessert was die Verwendung höherer Sendeleistungen ermöglicht

F i g. 5 zeigt einen zur Anordnung nach F i g. 4 komplementären Antennenschalter, bei dem anstelle von pnp-Transistoren npn-Transistoren zur Anwendung kommen (bei gleichzeitig umgekehrter Orientierung der Pin-Dioden). Eine derartige Anordnung wird benötigt, wenn die Durchschaltung des Senders S oder eines Empfängers E bzw. E'nicht durch Anlegen des Massepotentials, sondern mit Hilfe eines positiven Potentials an dem zugehörigen Anschluß ST, ETbzw. £T'vorgen-,mmen werden soll.

Selbstverständlich können analog zum beschriebenen Ausführungsbeispiel auch weitere Sende--/Empfängerkombinationen auf eine gemeinsame Antenne geschaltet werden, beispielsweise zwei Sendei und ein Empfänger.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. HF-Antennenschalter mit Pin-Dioden als Schaltelementen, der mindestens einen HF-Sender und mindestens einen HF-Empfänger über je ein von einem Steuerkreis gesteuertes Schaltelement unabhängig voneinander auf eine gemeinsame Antenne durchschaltet, dadurch gekennzeichnet, daß einerseits der Steuerkreis (Ti, R1, Dr 1, Gr 1, Dr 3) eines jeden HF-Senders (S) eine Durchschaltung des zugehörigen Schaltelements (Gr 1) jeweils mit einer Verzögerung nach Maßgabe eines ersten Zeitgliedes (R 5, C8) vornimmt, und anderer-

10 einer gleichzeitigen Aufschaltung des Senders und des Empfängers auf die Antenne kommen kann, was zumindest bei hohen Sendeleistungen zu einer Zerstörung der Empfängereingangsstufe führt Außerdem sind mit diesen Antennenschaltern keine optimalen Durchlaß- bzw. Sperrdämpfungen erzielbar und schließlich sind diese bekannten Antennenschalter auch zu schmalbandig, und zwar wegen der /ί/4-Transformation bei der Anordnung nach F i g. 1 bzw. wegen der Welligkeit im Duiihlaßbereich bei der Anordnung nach F i g. 2.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen HF-Antennenschalter der eingangs genannten Art so weiterzubilden, daß er ein selektives Durchschalten von HF-Sendern und/oder HF-Empfängern auf eine ge