JP2015073200A - Interference wave reduction circuit - Google Patents
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Abstract
【課題】部品点数や部品面積を減らし、ＮＦやゲインの改善が可能な妨害波低減回路を提供する。【解決手段】妨害波低減回路は、ＰＩＮダイオード１０と、第１コイル２１を有するフィルタ回路２０と、第２コイル３０と、ＧＮＤ短絡用コンデンサ４０とから構成される。フィルタ回路２０は、ＰＩＮダイオード１０のカソードとＧＮＤ電位の間に接続されるコイルを並列接続される２つのコイルに分け、そのうちの一方のインダクタンスを有する第１コイル２１を含む。第２コイル３０は、フィルタ回路２０の２つのコイルに分けられる他方のインダクタンスを有し、ＰＩＮダイオード１０のアノードと増幅回路電源との間に接続される。ＧＮＤ短絡用コンデンサ４０は、第２コイル３０と増幅回路電源との間に一端が接続され、他端がＧＮＤ電位に接続される。【選択図】図１An interference wave reduction circuit capable of improving the NF and gain by reducing the number of parts and the area of parts. An interference wave reducing circuit includes a PIN diode, a filter circuit having a first coil, a second coil, and a GND short-circuit capacitor. The filter circuit 20 includes a first coil 21 that divides a coil connected between the cathode of the PIN diode 10 and the GND potential into two coils connected in parallel, and has one of them. The second coil 30 has the other inductance divided into two coils of the filter circuit 20 and is connected between the anode of the PIN diode 10 and the amplifier circuit power supply. The GND short-circuit capacitor 40 has one end connected between the second coil 30 and the amplifier circuit power supply, and the other end connected to the GND potential. [Selection] Figure 1
Description
本発明は妨害波低減回路に関し、特に、電源がオフのときに発生し得る妨害波を低減する妨害波低減回路に関する。 The present invention relates to an interference wave reduction circuit, and more particularly to an interference wave reduction circuit that reduces an interference wave that can be generated when a power source is off.
従来より、自動車等の車両に搭載されるＦＭアンテナ等の車載アンテナが知られている。このような車載アンテナで受信された信号は、増幅回路により増幅された後に、ＦＭ受信機等に送られる。ところで、近来では車両の電子化が進み、様々な電波が各種制御に用いられている。例えば、キーレスエントリーシステムが車両に適用されている例がある。キーレスエントリーシステムとは、車両のキーを鍵穴に差し込まなくても、ボタン操作でドアの施錠／解錠ができるシステムであり、小型発信器の電波により、ワイヤレスで集中ドアロック制御システムをコントロールするものである。キーレスエントリーシステムに限らず、ワイヤレスでコントロールするものは、一般的に特定の周波数の電波を利用している。 Conventionally, in-vehicle antennas such as FM antennas mounted on vehicles such as automobiles are known. A signal received by such an in-vehicle antenna is amplified by an amplifier circuit and then sent to an FM receiver or the like. By the way, in recent years, the digitization of vehicles has progressed, and various radio waves have been used for various controls. For example, there is an example in which a keyless entry system is applied to a vehicle. The keyless entry system is a system that can lock / unlock the door by operating the button without inserting the vehicle key into the keyhole, and controls the centralized door lock control system wirelessly by the radio wave of a small transmitter. It is. In addition to keyless entry systems, wirelessly controlled devices generally use radio waves of a specific frequency.
このような電波を利用したワイヤレスシステムでは、使用している周波数帯の近傍に妨害波があると、システムが正常に動作しないことがある。例えば、ＦＭ送信アンテナ近傍の強電界地域において、車両のエンジンキーがオフの状態に、キーレスエントリーシステムが正常に動作しない事例があった。エンジンキーがオフの状態では、ＦＭ受信機や増幅回路の電源もオフされた状態となっているが、ＦＭアンテナが受けてるＦＭ信号はそのまま増幅回路に入力される。このとき、増幅回路の入力側における能動素子の非線形特性により、３次乃至５次の相互変調歪の周波数成分が生じる。この周波数成分はＦＭアンテナに戻ってきて輻射され、この周波数がキーレスエントリーシステムと同じ周波数帯となり妨害波となって、キーレスエントリーシステムが正常に働かないことが分かった。 In such a wireless system using radio waves, if there is an interference wave in the vicinity of the frequency band being used, the system may not operate normally. For example, in a strong electric field area near the FM transmission antenna, there has been a case where the keyless entry system does not operate normally when the vehicle engine key is off. When the engine key is off, the power of the FM receiver and the amplifier circuit is also turned off, but the FM signal received by the FM antenna is input to the amplifier circuit as it is. At this time, frequency components of third-order to fifth-order intermodulation distortion are generated due to nonlinear characteristics of the active element on the input side of the amplifier circuit. This frequency component returns to the FM antenna and is radiated. This frequency becomes the same frequency band as that of the keyless entry system and becomes an interference wave, and it has been found that the keyless entry system does not operate normally.
このような妨害波を低減する技術として、例えば特許文献１では、ノッチフィルタを用いて妨害波を遮断する技術が開示されている。また、特許文献２では、ＦＥＴを用いて電源がオフ状態のときに妨害波をＧＮＤ電位に通過させるように構成されたフィルタを有する回路が開示されている。 As a technique for reducing such an interference wave, for example, Patent Document 1 discloses a technique for blocking an interference wave using a notch filter. Further, Patent Document 2 discloses a circuit having a filter configured to pass an interference wave to the GND potential when the power is off using an FET.
しかしながら、特許文献１や特許文献２の技術では、所望のアンテナからの受信信号を得るためのバンドパスフィルタやローパスフィルタを用いると共に、妨害波をＧＮＤ電位に通過させるような回路構成であった。この場合、フィルタ回路とは別途、妨害波をＧＮＤ電位に通過させるための回路が必要となっていたが、さらなる小型化が望まれていた。 However, the techniques of Patent Document 1 and Patent Document 2 have a circuit configuration that uses a band-pass filter or a low-pass filter for obtaining a received signal from a desired antenna, and allows an interference wave to pass through the GND potential. In this case, a circuit for passing the interference wave to the GND potential is required separately from the filter circuit, but further miniaturization has been desired.
本発明は、斯かる実情に鑑み、部品点数や部品面積を減らし、ＮＦやゲインの改善が可能な妨害波低減回路を提供しようとするものである。 In view of such circumstances, the present invention intends to provide an interference wave reduction circuit capable of reducing the number of parts and the part area and improving NF and gain.
上述した本発明の目的を達成するために、本発明による妨害波低減回路は、アンテナと増幅回路の間に、カソードがアンテナ側に直列に接続されるＰＩＮダイオードと、アンテナの信号ラインに接続され、コイルとコンデンサを用いて所望の周波数信号を通過させるように設計されると共に、ＰＩＮダイオードのカソードとＧＮＤ電位の間に接続されるコイルを並列接続される２つのコイルに分け、そのうちの一方のインダクタンスを有する第１コイルを含むフィルタ回路と、フィルタ回路の２つのコイルに分けられる他方のインダクタンスを有する第２コイルであって、ＰＩＮダイオードのアノードと増幅回路電源との間に接続される第２コイルと、第２コイルと増幅回路電源との間に一端が接続され、他端がＧＮＤ電位に接続されるＧＮＤ短絡用コンデンサと、を具備するものである。 In order to achieve the above-described object of the present invention, an interference wave reducing circuit according to the present invention is connected between an antenna and an amplifier circuit, a cathode having a cathode connected in series to the antenna side, and a signal line of the antenna. The coil is designed to pass a desired frequency signal using a coil and a capacitor, and the coil connected between the cathode of the PIN diode and the GND potential is divided into two coils connected in parallel. A filter circuit including a first coil having inductance and a second coil having the other inductance divided into two coils of the filter circuit, the second coil being connected between the anode of the PIN diode and the amplifier circuit power supply One end of the coil is connected between the second coil and the amplifier circuit power supply, and the other end is connected to the GND potential. Those comprising a short-circuit capacitor, the.
ここで、フィルタ回路は、第２コイルと共に所望の周波数信号を通過させるように機能すれば良い。 Here, the filter circuit may function so as to pass a desired frequency signal together with the second coil.
本発明の妨害波低減回路には、部品点数や部品面積を減らすことができ、ＮＦやゲインの改善が可能であるという利点がある。 The interference wave reducing circuit of the present invention has an advantage that the number of parts and the part area can be reduced, and NF and gain can be improved.
以下、本発明を実施するための形態を図示例と共に説明する。図１は、本発明の妨害波低減回路を説明するための概略回路図である。本発明の妨害波低減回路は、アンテナ１の信号ラインから増幅回路２の間に挿入されるものである。図示の通り、本発明の妨害波低減回路は、ＰＩＮダイオード１０と、第１コイル２１を有するフィルタ回路２０と、第２コイル３０と、ＧＮＤ短絡用コンデンサ４０とから主に構成されている。 DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described together with illustrated examples. FIG. 1 is a schematic circuit diagram for explaining an interference wave reducing circuit according to the present invention. The interference wave reducing circuit of the present invention is inserted between the signal line of the antenna 1 and the amplifier circuit 2. As shown in the figure, the interference wave reducing circuit of the present invention is mainly composed of a PIN diode 10, a filter circuit 20 having a first coil 21, a second coil 30, and a GND short-circuit capacitor 40.
ＰＩＮダイオード１０は、アンテナ１と増幅回路２の間に、カソードがアンテナ側に直列に接続されるものである。ここで、ＰＩＮダイオードとは、Ｐ型半導体とＮ型半導体の間に、真正半導体の層であるＩ層が設けられているダイオードである。これは、順方向電流を変化させることにより高周波直列抵抗が変化し、電流が大きいほどインピーダンスは小さく、電流が小さいほどインピーダンスは大きくなる性質を有する。 The PIN diode 10 has a cathode connected in series between the antenna 1 and the amplifier circuit 2 on the antenna side. Here, the PIN diode is a diode in which an I layer, which is a genuine semiconductor layer, is provided between a P-type semiconductor and an N-type semiconductor. This has the property that the high-frequency series resistance changes by changing the forward current, and the impedance decreases as the current increases, and the impedance increases as the current decreases.
フィルタ回路２０は、アンテナの信号ラインに接続されるものである。例えば、ＬＣフィルタ回路であり、バンドパスフィルタやハイパスフィルタであれば良い。図示例では、所望の周波数信号を通過させるように設計されたバンドパスフィルタ回路の一例を表しており、信号ラインに並列に接続されるコイル２１とコンデンサ２２と、直列に接続されるコイル２３とコンデンサ２４とから構成されている。そして、本発明では、フィルタ回路２０で設計されたＬＣフィルタ回路のうち、ＰＩＮダイオード１０のカソードとＧＮＤ電位との間に接続されるコイルを並列接続される２つのコイルに分け、そのうちの一方のインダクタンスを有するコイルを、第１コイル２１としている。即ち、第１コイル２１及びコンデンサ２２は、ＰＩＮダイオード１０のカソードとＧＮＤ電位との間に接続されるものであり、後述の第２コイル３０と共に、信号ラインに対しては受信信号の所望の周波数帯で高インピーダンスとなるものであり、所望の周波数帯以外の信号をＧＮＤ電位にバイパスし、受信信号に影響を与えないように構成されている。 The filter circuit 20 is connected to the signal line of the antenna. For example, an LC filter circuit may be used as long as it is a band pass filter or a high pass filter. The illustrated example shows an example of a band-pass filter circuit designed to pass a desired frequency signal, and includes a coil 21 and a capacitor 22 connected in parallel to the signal line, and a coil 23 connected in series. And a capacitor 24. In the present invention, in the LC filter circuit designed by the filter circuit 20, the coil connected between the cathode of the PIN diode 10 and the GND potential is divided into two coils connected in parallel, A coil having inductance is used as the first coil 21. That is, the first coil 21 and the capacitor 22 are connected between the cathode of the PIN diode 10 and the GND potential, and together with the second coil 30 described later, a desired frequency of the received signal is transmitted to the signal line. The band has a high impedance, and a signal other than the desired frequency band is bypassed to the GND potential so that the received signal is not affected.
また、第２コイル３０は、ＰＩＮダイオード１０のアノードと増幅回路電源（＋Ｂ電源）との間に接続されるものである。即ち、ＰＩＮダイオード１０を挟んでＧＮＤ電位側と増幅回路電源側にそれそれ第１コイル２１及び第２コイル３０が接続されている。したがって、ＰＩＮダイオード１０は、増幅回路電源オフ時に高インピーダンスとなり、増幅回路電源オン時に低インピーダンスとなる。なお、増幅回路電源は、車両のエンジンキーに連動してオンオフするものであり、増幅回路２と共通電源でも良いし、別途、ＰＩＮダイオード１０へのバイアス電源を設けても良い。また、図示例では省略しているが、第２コイル３０と＋Ｂ電源との間に必要により電流調整用の抵抗が設けられても良い。 The second coil 30 is connected between the anode of the PIN diode 10 and the amplifier circuit power supply (+ B power supply). That is, the first coil 21 and the second coil 30 are respectively connected to the GND potential side and the amplifier circuit power source side with the PIN diode 10 interposed therebetween. Accordingly, the PIN diode 10 has a high impedance when the amplifier circuit power is off and a low impedance when the amplifier circuit power is on. The amplifier circuit power supply is turned on / off in conjunction with the engine key of the vehicle, and may be a common power supply with the amplifier circuit 2 or a bias power supply for the PIN diode 10 may be provided separately. Further, although omitted in the illustrated example, a current adjusting resistor may be provided between the second coil 30 and the + B power source as necessary.
そして、本発明の妨害波低減回路では、第２コイル３０は、２つのコイルに分けられる他方のインダクタンスを有するように設計されている。 In the interference wave reducing circuit of the present invention, the second coil 30 is designed to have the other inductance divided into two coils.
より具体的に説明すると、フィルタ回路２０のコイルが例えば５０ｎＨのインダクタンスを有するように設計されていた場合、これをまず並列接続される２つのコイルに分ける。即ち、例えば１００ｎＨの２つの並列のコイルに分ける。そのうちの一方のコイル、即ち、１００ｎＨのインダクタンスを有するコイルを第１コイル２１とする。そして、２つのコイルに分けられる他方のコイル、即ち、もう一つの１００ｎＨのインダクタンスを有するコイルを第２コイル３０とする。換言すると、第１コイル２１と第２コイル３０は、２つセットでコンデンサ２２と共にフィルタ回路２０を構成するものである。したがって、第１コイル２１と第２コイル３０は、コンデンサ２２と共に信号ラインに対しては受信信号の所望の周波数帯で高インピーダンスとなるものである。 More specifically, when the coil of the filter circuit 20 is designed to have an inductance of, for example, 50 nH, it is first divided into two coils connected in parallel. That is, for example, it is divided into two parallel coils of 100 nH. One of the coils, that is, a coil having an inductance of 100 nH is defined as the first coil 21. The other coil divided into two coils, that is, another coil having an inductance of 100 nH is defined as the second coil 30. In other words, the first coil 21 and the second coil 30 constitute the filter circuit 20 together with the capacitor 22 in two sets. Accordingly, the first coil 21 and the second coil 30 have high impedance in the desired frequency band of the received signal with respect to the signal line together with the capacitor 22.
ここで、並列接続される２つのコイル、即ち、第１コイル及び第２コイルは、同じインダクタンスであっても良いし、合計が元のフィルタ回路の設計値となっていれば、異なるインダクタンスであっても良い。 Here, the two coils connected in parallel, that is, the first coil and the second coil may have the same inductance, or different inductances if the sum is the design value of the original filter circuit. May be.
そして、ＧＮＤ短絡用コンデンサ４０は、第２コイル３０と増幅回路電源との間に一端が接続され、他端がＧＮＤ電位に接続されるものである。これは、アンテナの受信信号の所望の周波数帯をＧＮＤ電位に短絡するためのものである。即ち、第２コイル３０は、フィルタ回路２０においてＧＮＤ電位に接続されていたコイルを２つのコイルに分けたものの他方であるため、第２コイル３０もＧＮＤ電位に接続されていなければならない。したがって、ＧＮＤ短絡用コンデンサ４０を介して所望の周波数帯をＧＮＤ電位に短絡するように構成したものである。ＧＮＤ短絡用コンデンサ４０は、アンテナの受信信号の周波数に対して低インピーダンスに見えるように構成される。 The GND short-circuit capacitor 40 has one end connected between the second coil 30 and the amplifier circuit power supply, and the other end connected to the GND potential. This is for short-circuiting a desired frequency band of the reception signal of the antenna to the GND potential. That is, since the second coil 30 is the other of the two coils divided from the coil connected to the GND potential in the filter circuit 20, the second coil 30 must also be connected to the GND potential. Therefore, a desired frequency band is short-circuited to the GND potential via the GND short-circuit capacitor 40. The GND short-circuit capacitor 40 is configured to look low impedance with respect to the frequency of the reception signal of the antenna.
このように、本発明の妨害波低減回路では、増幅回路電源から第２コイル３０、ＰＩＮダイオード１０を通り、第１コイル２１及びコンデンサ２２を通ってＧＮＤ電位に接続される経路を形成し、これをＰＩＮダイオード１０に電流を流すために用いると共に、アンテナ信号受信時には第１コイル２１及び第２コイル３０をフィルタ回路２０の一部として用いてアンテナ受信信号以外の信号をＧＮＤ電位にバイパスするように構成している。即ち、第１コイル２１が、フィルタ回路２０のコイルと、増幅回路電源から第２コイル３０及びＰＩＮダイオード１０を通った後、ＧＮＤ電位までの経路に接続されるコイルとの２つのコイルを兼ねていることになる。 As described above, in the interference wave reducing circuit of the present invention, a path connected from the amplifier circuit power source to the GND potential through the second coil 30 and the PIN diode 10 and through the first coil 21 and the capacitor 22 is formed. Is used to pass a current through the PIN diode 10 and when the antenna signal is received, the first coil 21 and the second coil 30 are used as part of the filter circuit 20 to bypass signals other than the antenna reception signal to the GND potential. It is composed. That is, the first coil 21 also serves as two coils: the coil of the filter circuit 20 and the coil connected to the GND potential after passing through the second coil 30 and the PIN diode 10 from the amplifier circuit power supply. Will be.
増幅回路電源オフ時、即ち、車両のエンジンキーがオフの状態で、ＰＩＮダイオード１０には電流が流れないため高インピーダンス状態となり、この間にアンテナの受信信号は増幅回路２側には流れず、キーレスエントリーシステムと同じ周波数帯の妨害波信号が発生することを防止可能となる。 When the amplifier circuit power is off, i.e., when the vehicle engine key is off, no current flows through the PIN diode 10, so that a high impedance state occurs. During this time, the received signal of the antenna does not flow to the amplifier circuit 2 side and is keyless. It is possible to prevent an interference signal having the same frequency band as that of the entry system from being generated.
一方、増幅回路電源オン時、即ち、車両のエンジンキーがオンの状態となると、ＰＩＮダイオード１０は順バイアスとなるため低インピーダンス状態となり、ＰＩＮダイオード１０におけるアンテナ受信信号のロス分を略無視することが可能となる。そして、この際には、第１コイル２１及び第２コイル３０は、アンテナ受信信号の周波数帯に対して高インピーダンスに見える程度のインダクタンスなので、受信信号に影響は及ぼさない。また、フィルタ回路２０は、第１コイル２１及びコンデンサ２２と、第２コイル３０と共に所望の周波数信号を通過させるように設計されることになるため、所望の周波数帯以外はＧＮＤ電位にバイパスされる所望の動作が行われる。 On the other hand, when the amplifier circuit power is on, that is, when the engine key of the vehicle is turned on, the PIN diode 10 is forward biased and is in a low impedance state, and the loss of the antenna reception signal in the PIN diode 10 is substantially ignored. Is possible. At this time, the first coil 21 and the second coil 30 have such an inductance that they appear to have a high impedance with respect to the frequency band of the antenna reception signal, and thus do not affect the reception signal. Further, the filter circuit 20 is designed to pass a desired frequency signal together with the first coil 21, the capacitor 22, and the second coil 30, and therefore, the filter circuit 20 is bypassed to the GND potential except for the desired frequency band. The desired operation is performed.
従来の妨害波低減回路では、ＰＩＮダイオードに対してバイアスを掛けるためのラインに、フィルタ回路のコイルとは別途、アンテナの信号ラインから見て高インピーダンスに見えるコイルを設けなければいけなかったが、本発明によれば、フィルタ回路のコイルと妨害波低減回路のコイルを共用したため、コイルの部品点数や部品面積を減らすことが可能となる。 In the conventional interference wave reducing circuit, a line for biasing the PIN diode had to be provided with a coil that looks high impedance when viewed from the antenna signal line, separately from the filter circuit coil. According to the present invention, since the coil of the filter circuit and the coil of the interference wave reducing circuit are shared, it is possible to reduce the number of parts and the part area of the coil.
図２に、本発明の妨害波低減回路を使用したアンテナ装置の特性グラフを示す。図２（ａ）がゲイン特性であり、図２（ｂ）がＮＦ特性である。なお、比較例として、ＰＩＮダイオードに対してバイアスを掛けるためのラインに、フィルタ回路のコイルとは別途、アンテナの信号ラインから見て高インピーダンスに見えるコイルを設けた場合の特性も示している。図示の通り、本発明の妨害波低減回路では、何れの周波数帯に置いても、比較例と比べてゲインは高く、ＮＦも低く改善していることが分かる。 FIG. 2 shows a characteristic graph of an antenna apparatus using the interference wave reducing circuit of the present invention. FIG. 2A shows gain characteristics, and FIG. 2B shows NF characteristics. In addition, as a comparative example, characteristics are shown in the case where a line that biases the PIN diode is provided with a coil that looks high impedance as viewed from the signal line of the antenna, separately from the coil of the filter circuit. As shown in the figure, it can be seen that the interference wave reducing circuit of the present invention improves the gain and NF as compared with the comparative example regardless of the frequency band.
なお、本発明の妨害波低減回路は、上述の図示例にのみ限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。 It should be noted that the interference wave reducing circuit of the present invention is not limited to the illustrated example described above, and various modifications can be made without departing from the scope of the present invention.
１ アンテナ
２ 増幅回路
１０ ＰＩＮダイオード
２０ フィルタ回路
２１ 第１コイル
２２ コンデンサ
２３ コイル
２４ コンデンサ
３０ 第２コイル
４０ ＧＮＤ短絡用コンデンサ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Antenna 2 Amplifier circuit 10 PIN diode 20 Filter circuit 21 1st coil 22 Capacitor 23 Coil 24 Capacitor 30 2nd coil 40 GND short-circuit capacitor
Claims (3)
アンテナと増幅回路の間に、カソードがアンテナ側に直列に接続されるＰＩＮダイオードと、
アンテナの信号ラインに接続され、コイルとコンデンサを用いて所望の周波数信号を通過させるように設計されると共に、ＰＩＮダイオードのカソードとＧＮＤ電位の間に接続されるコイルを並列接続される２つのコイルに分け、そのうちの一方のインダクタンスを有する第１コイルを含むフィルタ回路と、
前記フィルタ回路の２つのコイルに分けられる他方のインダクタンスを有する第２コイルであって、ＰＩＮダイオードのアノードと増幅回路電源との間に接続される第２コイルと、
第２コイルと増幅回路電源との間に一端が接続され、他端がＧＮＤ電位に接続されるＧＮＤ短絡用コンデンサと、
を具備することを特徴とする妨害波低減回路。 An interference wave reducing circuit inserted between an antenna signal line and an amplifier circuit, the interference wave reducing circuit comprising:
A PIN diode having a cathode connected in series to the antenna side between the antenna and the amplifier circuit;
Two coils connected to the antenna signal line, designed to pass a desired frequency signal using a coil and a capacitor, and connected in parallel with a coil connected between the cathode of the PIN diode and the GND potential A filter circuit including a first coil having one of the inductances,
A second coil having the other inductance divided into two coils of the filter circuit, the second coil being connected between the anode of the PIN diode and the amplifier circuit power supply;
A GND short-circuit capacitor having one end connected between the second coil and the amplifier circuit power supply and the other end connected to the GND potential;
An interference wave reducing circuit comprising:
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