JP4957331B2 - Switching circuit - Google Patents
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Description
本発明は、切替回路に関するものであり、より詳細には、高周波を複数の伝送先、特に、二つの伝送先に伝送する回路において、伝送先を切り替える際の瞬断をなくすとともに、伝送効率を常に高く保つことのできる切替回路に関するものである。 The present invention relates to a switching circuit, and more specifically, in a circuit that transmits a high frequency to a plurality of transmission destinations, in particular, two transmission destinations, eliminates a momentary interruption when switching transmission destinations, and improves transmission efficiency. The present invention relates to a switching circuit that can always be kept high.
従来、高周波を複数、特に二つの伝送先に伝送する回路における送信先の切替においては、回路の構造上あるいはスイッチの性質上、瞬断が生じ、通信に影響を与えていた。また、切替回路の用途によっては、一つの送信先の線路を選択するのではなく複数、特に二つの送信先の線路を選択する場合も考えられる。この場合、接続の状態によって、伝送効率が異なるという問題も生じていた。 Conventionally, in switching between transmission destinations in a circuit that transmits a plurality of high frequencies to a plurality of transmission destinations, particularly, due to the structure of the circuit or the nature of the switch, a momentary interruption has occurred, affecting communication. Further, depending on the application of the switching circuit, it is possible to select a plurality of, particularly two, transmission destination lines instead of selecting one transmission destination line. In this case, there is a problem that the transmission efficiency varies depending on the connection state.
そこで、特許文献１には、瞬断が生じないよう二組の高周波オンオフスイッチ群を用いた高周波合成切替装置が開示されている。また、この装置は、出力側に向けたスイッチ端子に正規化インピーダンス１／√２の線路を接続し、入力側の二つの端子に正規化インピーダンス１の路線を接続して、伝送効率を調整している。しかしながら、この装置は、大電力高周波信号を瞬断することなく切替もしくは合成して供給することを目的とするものであり、二組の高周波オンオフスイッチ群を用いるため、部品点数が多くなり、構造も簡単なものではないという問題がある。 Therefore, Patent Document 1 discloses a high-frequency synthesis switching device using two sets of high-frequency on / off switches so that no instantaneous interruption occurs. In addition, this device adjusts transmission efficiency by connecting a line of normalized impedance 1 / √2 to the switch terminal facing the output side and connecting a line of normalized impedance 1 to the two terminals on the input side. ing. However, this device is intended to switch or synthesize and supply a high-power high-frequency signal without instantaneous interruption, and because it uses two sets of high-frequency on / off switches, the number of parts increases, and the structure There is a problem that it is not easy.
また、特許文献２には、瞬断が生じないようにメイクビフォアブレーク接点を用いた切替装置が開示されている。しかしながら、この装置は、待機中の受信機のバイポーラ信号出力波形の極性を、予め現用中の受信機のバイポーラ信号出力波形の極性と一致させておき、この状態でメイクビフォアブレーク接点による切替器によって瞬断なく切り替えるものであり、切替時に符号誤りを生じさせないようにするものであって、伝送効率を調整する機能を有していない。
したがって、特許文献１の装置は、この装置は、大電力高周波信号を瞬断することなく切替もしくは合成して供給することを目的とするものであり、二組の高周波オンオフスイッチ群を用いるため、部品点数が多くなり、構造も簡単なものではないという問題がある。
また、特許文献２の装置は、瞬断を生じさせないためメイクビフォアブレーク接点を用いてはいるものの、伝送効率を調整する機能を有していない。
すなわち、上記特許文献１及び２に記載の装置は何れも、切替回路における本来的な要請に応えたものではなかった。
Therefore, the device of Patent Document 1 is intended to switch or synthesize and supply a high-power high-frequency signal without instantaneous interruption, and uses two sets of high-frequency on / off switch groups. There is a problem that the number of parts increases and the structure is not simple.
The device of
In other words, none of the devices described in
本発明は、従来技術における問題点に鑑みてなされたものであり、高周波を複数の伝送先、特に、二つの伝送先に伝送する回路において、伝送先を切り替える際の瞬断をなくすとともに、伝送効率を常に高く保つことのできる切替回路及び切替方法を提供することを目的とする。
さらに、本発明は、従来技術における問題点に鑑み、少ない部品点数でかつ簡易な構造で切替回路及び切替方法を提供することを目的とする。
The present invention has been made in view of the problems in the prior art, and in a circuit that transmits high frequency to a plurality of transmission destinations, in particular, two transmission destinations, it eliminates a momentary interruption when switching transmission destinations, and transmission It is an object of the present invention to provide a switching circuit and a switching method capable of constantly maintaining high efficiency.
Furthermore, an object of the present invention is to provide a switching circuit and a switching method with a small number of parts and a simple structure in view of problems in the prior art.
本発明は、瞬断を無くすために、一時的、あるいはそれ以上の時間、２つの送信先の両方に接続される状態を設けることを特徴し、その時間帯におけるインピーダンスの不整合による伝送損失を極力少なくするための手段を持つことを特徴とする。 The present invention is characterized by providing a state of being connected to both of two destinations temporarily or longer in order to eliminate instantaneous interruption, and transmission loss due to impedance mismatch in that time zone is provided. It is characterized by having means for reducing it as much as possible.
本発明の切替回路は、送信元からの高周波を複数の送信先に伝送する回路であって、スイッチにより送信先を切り替える切替回路において、送信先の切替に際し、一時的又はそれ以上の時間、二つの送信先の両方に接続された状態を設け、送信元側のインピーダンスと送信先側のインピーダンスを特定の比率に設定することを特徴とする。 The switching circuit of the present invention is a circuit that transmits high frequencies from a transmission source to a plurality of transmission destinations. In the switching circuit that switches the transmission destination by a switch, the switching of the transmission destination is performed temporarily or more than two times. It is characterized in that a state is established in which both transmission destinations are connected, and the impedance on the transmission source side and the impedance on the transmission destination side are set to a specific ratio.
また本発明の切替方法は、さらに、送信元からの高周波を複数の送信先に伝送する回路におけるスイッチによる送信先の切替方法であって、送信先の切替に際し、一時的又はそれ以上の時間、二つの送信先の両方に接続された状態を設け、送信元側のインピーダンスと送信先側のインピーダンスを特定の比率に設定することを特徴とする。 Further, the switching method of the present invention is a switching method of a transmission destination by a switch in a circuit that transmits a high frequency from the transmission source to a plurality of transmission destinations, and at the time of switching the transmission destination, a temporary or longer time, It is characterized in that a state in which both of the two transmission destinations are connected is provided, and the impedance on the transmission source side and the impedance on the transmission destination side are set to a specific ratio.
スイッチは、メークビフォアブレーク接点を用いたものであるのが好ましい。 The switch preferably uses a make-before-break contact.
送信先が二つである場合に特に有効である。 This is particularly effective when there are two transmission destinations.
送信元側のインピーダンスと送信先側のインピーダンスの比が１：√２であるのが好ましい。 The ratio of the impedance on the transmission source side and the impedance on the transmission destination side is preferably 1: √2.
本発明によれば、高周波を伝送する回路において、伝送先を切り替える際に瞬断を無くすと共に、伝送効率を常に高く保つことができる。 According to the present invention, in a circuit for transmitting a high frequency, it is possible to eliminate instantaneous interruption when switching transmission destinations and to keep transmission efficiency constantly high.
図１は、本発明におけるスイッチ３から見た送信元１側のインピーダンスをＺ０／√２に設定した場合を示す説明図、図２は、従来の送信元１及び送信先２の両方の伝送線路の特性インピーダンスがＺ０である場合の説明図、図３は、スイッチ３における送信先２の特性インピーダンスを√２×Ｚ０とした場合の説明図である。各図において、同一部分には同一符号を付している。
FIG. 1 is an explanatory diagram showing a case where the impedance on the transmission source 1 side as viewed from the switch 3 in the present invention is set to Z0 / √2, and FIG. 2 shows the transmission lines of both the conventional transmission source 1 and
本発明は、送信先が複数の場合に適用可能であるが、発明の理解を容易にするため、送信先が二つの場合について説明する。 Although the present invention is applicable to a case where there are a plurality of transmission destinations, a case where there are two transmission destinations will be described in order to facilitate understanding of the invention.
図１において、１は伝送線路の送信元、２は伝送線路の送信先、３は伝送線路の送信元１と送信先２の間に存在するスイッチを表しており、このスイッチによって、送信先２は２Ａ、２Ｂとを選択できる構造になっている。例えば、スイッチとして、メークビフォアブレーク接点を用いたものを使用するのが好ましい。スイッチの共通端子に送信元側の伝送線路を接続し、選択端子に送信先２Ａ及び２Ｂ側の伝送線路を接続して送信先２Ａ、２Ｂを選択できるようにする。
In FIG. 1, 1 is a transmission line transmission source, 2 is a transmission line transmission destination, and 3 is a switch that exists between the transmission line transmission source 1 and
図１において、送信元１と送信先２Ａが通信状態にある場合を状態１、送信元１と送信先２Ａ、２Ｂの両方を選択されている場合を状態２、送信先として２Ｂが選択されている場合を状態３とする。状態１から状態３に遷移する時に、スイッチによっては瞬断を生じる場合がある。これを回避するために、一時的またはそれ以上の時間、伝送元１から伝送先の２Ａ、２Ｂの両方に信号が伝送される、すなわち並列に接続される状態（状態２）を設ける。
In FIG. 1, the state 1 is when the transmission source 1 and the transmission destination 2A are in the communication state, the
ここで、送信元側のインピーダンスをＺ０×αとし、送信先のインピーダンスをＺ０と設定すると、すなわち、送信元側のインピーダンスと送信先側のインピーダンスとの比率をα：１とする。すると、状態１及び状態３の場合には、スイッチから送信側を見るとインピーダンスがＺ０×αで、送信先側を見るとインピーダンスがＺ０なので、α＝１以外ではインピーダンスの不整合が生じる。そこで、若干のインピーダンスの不整合を生じても、十分な伝達率が得られるように、αを設定する。また、状態２では、スイッチ３から見た送信先側のインピーダンスは２本の伝送路が並列になるためＺ０／２に見える。一方、スイッチ３から見た送信元１側のインピーダンスはＺ０×αである。ここでも、α＝１／２以外ではインピーダンスの不整合が生じるが、十分な伝達率が得られるようにαを設定する。さらに、状態１及び状態３における伝達率と、状態２における伝達率が、ほぼ等しくなるようにαを設定すると、瞬断がなく、常に伝送効率を高く保つことができる。尚、送信先が２つより多くの複数の場合にも、同様にしてインピーダンスの比率αを設定する。
このようにして、送信先切替の際の瞬断をなくすとともに、伝送効率を常に高く保つことができる。
Here, when the impedance on the transmission side is set to Z0 × α and the impedance on the transmission side is set to Z0, that is, the ratio between the impedance on the transmission side and the impedance on the transmission side is set to α: 1. Then, in the case of the state 1 and the state 3, since the impedance is Z0 × α when the transmission side is viewed from the switch and the impedance is Z0 when the transmission side is viewed, impedance mismatch occurs except when α = 1. Therefore, α is set so that a sufficient transmissibility can be obtained even if a slight impedance mismatch occurs. In
In this way, it is possible to eliminate instantaneous interruption at the time of transmission destination switching and to keep transmission efficiency always high.
［実施例１］
図１において、１は伝送線路の送信元、２は伝送線路の送信先、３は伝送線路の送信元１と送信先２の間に存在するスイッチを表しており、このスイッチによって、送信先２は２Ａ、２Ｂとを選択できる構造になっている。図１において、送信元１と送信先２Ａが通信状態にある場合を状態１、送信元１と送信先２Ａ、２Ｂの両方を選択されている場合を状態２、送信先として２Ｂが選択されている場合を状態３とする。状態１から状態３に遷移する時に、スイッチによっては瞬断を生じる場合がある。これを回避するために、一時的、あるいはそれ以上の時間、伝送元１から伝送先の２Ａ、２Ｂの両方に信号が伝送される、すなわち並列に接続される状態を設ける（状態２）。
実施例１では、スイッチ３から見た送信元１側のインピーダンスをＺ０／√２、送信先２側のインピーダンスをＺ０に設定した。すなわち、インピーダンスの比率αを、α＝１／√２と設定した。
[Example 1]
In FIG. 1, 1 is a transmission line transmission source, 2 is a transmission line transmission destination, and 3 is a switch that exists between the transmission line transmission source 1 and
In the first embodiment, the impedance on the transmission source 1 side viewed from the switch 3 is set to Z0 / √2, and the impedance on the
状態１、状態３については、スイッチ３から見た送信元１側のインピーダンスはＺ０／√２、送信先２側を見たインピーダンスはＺ０であるため、若干のインピーダンスの不整合は生じるが、理論上９７％のエネルギーは伝達される。
状態２の場合については、スイッチ３から送信元１側のインピーダンスはＺ０／√２、送信先２側を見たインピーダンスはＺ０の半分でＺ０／２となるため、若干のインピーダンスの不整合は生じるが、これについても理論上９７％のエネルギーは伝達される。
ここで、スイッチ３から見た送信元１側のインピーダンスをＺ０／√２、送信先２側のインピーダンスをＺ０に設定した理由は、状態１あるいは状態３と、状態２の不整合によるエネルギー損失を等しくするためである。これにより、スイッチ３が送信先２に１本のみ接続された場合（状態１あるいは状態３）でも、２Ａ、２Ｂの両方に接続された場合（状態２）でもトータルで等しい電力が伝送されるため、どのような状態においても安定したエネルギーを伝送させることができ、かつ、瞬断なく状態１から状態３に遷移させることが可能となる。
In the state 1 and the state 3, since the impedance on the transmission source 1 side viewed from the switch 3 is Z0 / √2, and the impedance viewed on the
In the case of the
Here, the reason why the impedance on the transmission source 1 side viewed from the switch 3 is set to Z0 / √2 and the impedance on the
このようにして、送信先切替の際の瞬断をなくすとともに、伝送効率を常に高く保つことができる。
［比較例１］
In this way, it is possible to eliminate instantaneous interruption at the time of transmission destination switching and to keep transmission efficiency always high.
[Comparative Example 1]
比較例１では、従来のように、送信元１、および送信先２の両方の伝送線路の特性インピーダンスをＺ０とした。図２は、この場合を示している。
状態１、状態３の場合、スイッチ３から見た送信先側のインピーダンスはＡ、Ｂどちらか１本の伝送路が接続されているためＺ０に見える。一方、スイッチ３から見た送信元１側のインピーダンスもＺ０であるため、インピーダンスは整合されており、理論上送信元１から送信先２（２Ａまたは２Ｂ）へは１００％のエネルギーが伝達される。
一方、状態２の場合、スイッチ３から見た送信先側のインピーダンスは２本の伝送路が並列になるためＺ０／２に見える。一方、スイッチ３から見た送信元１側のインピーダンスはＺ０であるため、インピーダンスの不整合が生じてしまい、送信元１から送信先２（２Ａと２Ｂの合計）へは理論上８９％のエネルギーしか伝送されない。
したがって、伝送効率に不整合が生じ、十分な効果が得られない。
［実施例２］
In Comparative Example 1, the characteristic impedance of both the transmission lines of the transmission source 1 and the
In the state 1 and the state 3, the impedance on the transmission destination side seen from the switch 3 appears as Z0 because one of the transmission paths A and B is connected. On the other hand, since the impedance on the source 1 side as viewed from the switch 3 is also Z0, the impedance is matched, and theoretically 100% energy is transmitted from the source 1 to the destination 2 (2A or 2B). .
On the other hand, in the
Therefore, a mismatch occurs in transmission efficiency, and a sufficient effect cannot be obtained.
[Example 2]
実施例２では、スイッチ３から見た送信元の特性インピーダンスをＺ０とし、送信先２側の特性インピーダンスを√２×Ｚ０とした。図３は、この場合を示している。本実施例においても実施例１と同様に、状態１から状態３に遷移する時に、一時的またはそれ以上の時間、伝送元１から伝送先の２Ａ、２Ｂの両方に信号が伝送される、すなわち並列に接続される状態（状態２）を設ける。
状態１、状態３については、スイッチ３から見た送信元１側のインピーダンスはＺ０、送信先２側を見たインピーダンスは√２×Ｚ０であるため、若干のインピーダンスの不整合は生じるが、理論上９７％のエネルギーは伝達される。
状態２の場合については、スイッチ３から送信元１側のインピーダンスはＺ０、送信先２側を見たインピーダンスは√２×Ｚ０の半分でＺ０／√２となるため、若干のインピーダンスの不整合は生じるが、これについても理論上９７％のエネルギーは伝達される。インピーダンスの比率を上記のように設定した理由は、実施例１と同様である。
In the second embodiment, the transmission source characteristic impedance viewed from the switch 3 is Z0, and the
In the state 1 and the state 3, since the impedance on the transmission source 1 side viewed from the switch 3 is Z0 and the impedance viewed on the
In the case of the
このようにして、送信先切替の際の瞬断をなくすとともに、伝送効率を常に高く保つことができる。
尚、送信元１側で特性インピーダンスを調整するか、送信先２の側で特性インピーダンスを調整するかは回路の構成のし易さに因る。
In this way, it is possible to eliminate instantaneous interruption at the time of transmission destination switching and to keep transmission efficiency always high.
Whether the characteristic impedance is adjusted on the transmission source 1 side or the characteristic impedance is adjusted on the
送信先にアンテナを接続し、ビームの方向を切り替えることができるアンテナとして利用することができる。 An antenna can be connected to the transmission destination and used as an antenna that can switch the beam direction.
１… 送信元
２… 送信先
３… スイッチ
1 ...
Claims (6)
前記特定の比率は送信元側のインピーダンスと送信先側のインピーダンスの比が１：√２である
ことを特徴とする切替回路。 A circuit that transmits high-frequency waves from a transmission source to multiple transmission destinations. In a switching circuit that switches the transmission destination by a switch, when switching the transmission destination, it is connected to both of the two transmission destinations temporarily or longer. And set the impedance on the source side and the impedance on the destination side to a specific ratio,
The switching circuit according to claim 1, wherein the ratio of the impedance on the transmission source side and the impedance on the transmission destination side is 1: √2 .
前記特定の比率は送信元側のインピーダンスと送信先側のインピーダンスの比が１：√２である
ことを特徴とする切替方法。 A method of switching a transmission destination by a switch in a circuit that transmits a high frequency from a transmission source to a plurality of transmission destinations, and when switching the transmission destination, it is connected to both of the two transmission destinations temporarily or longer. Set the state, set the impedance on the source side and the impedance on the destination side to a specific ratio,
The switching method according to claim 1, wherein the specific ratio is such that a ratio of an impedance on a transmission source side and an impedance on a transmission destination side is 1: √2 .
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