JP4367423B2

JP4367423B2 - High frequency switch

Info

Publication number: JP4367423B2
Application number: JP2006037720A
Authority: JP
Inventors: 卓男森本; 英次竹田
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2006-02-15
Filing date: 2006-02-15
Publication date: 2009-11-18
Anticipated expiration: 2026-02-15
Also published as: JP2007221314A

Description

本発明は、入力した高周波信号を選択した出力端子に出力する高周波スイッチに関するものである。 The present invention relates to a high frequency switch that outputs an input high frequency signal to a selected output terminal.

高周波信号を扱う通信・レーダシステムはその性能を向上させるため、さらなる高周波化および高耐電力化の傾向にある。これらのシステムに用いられるマイクロ波送受信機では送信系の高出力信号が受信系に回り込むことにより、受信系の構成要素である低雑音増幅器を破損させてしまう恐れがある。そこで、高耐電力な高周波スイッチを用いて、送信系動作時には受信系を送信系と切り離して、受信系の電子回路を保護することが必要である。 Communication / radar systems that handle high-frequency signals tend to have higher frequencies and higher power durability in order to improve their performance. In the microwave transceivers used in these systems, there is a possibility that a low-noise amplifier that is a component of the reception system may be damaged when a high output signal of the transmission system goes around the reception system. Therefore, it is necessary to protect the electronic circuit of the receiving system by separating the receiving system from the transmitting system at the time of the transmission system operation by using a high power high-frequency switch.

このような用途で使用される高耐電力特性及び高アイソレーション特性を有する高周波スイッチの一例として、並列ＦＥＴのみを分布定数線路の素子として構成する分布型ＳＰＳＴ（ＳｉｎｇｌｅＰｏｌｅＳｉｎｇｌｅＴｈｒｏｕｇｈ）スイッチとハイブリッドカプラとで構成された送受切換え用の高周波スイッチがある。 As an example of a high-frequency switch having high power handling characteristics and high isolation characteristics used in such applications, a distributed SPST (single pole single through) switch and a hybrid coupler in which only a parallel FET is configured as a distributed constant line element. There is a high-frequency switch for switching between transmission and reception composed of

「分布型ＦＥＴ送受切換えスイッチ」（電子情報通信学会論文誌Ｃ−ＩＶｏｌ.Ｊ７９−Ｃ−ＩＮｏ.８ｐｐ．３３０−３３８１９９６年８月；図１）"Distributed FET transmission / reception changeover switch" (The IEICE Transactions CI Vol. J79-CI No. 8 pp. 330-338 August 1996; Fig. 1)

しかしながら、従来の高周波スイッチのアイソレーション特性は、高周波スイッチ内で使用したＳＰＳＴスイッチのアイソレーション特性で決定する構成になっていた。従って、ＳＰＳＴスイッチのアイソレーション特性が２０ｄＢ〜３０ｄＢ程度のアイソレーションしか得られないことから、高周波スイッチとしてもそれ以上の高性能なアイソレーション特性を実現することができなかった。 However, the isolation characteristics of the conventional high frequency switch are determined by the isolation characteristics of the SPST switch used in the high frequency switch. Therefore, since the isolation characteristic of the SPST switch can only provide an isolation of about 20 dB to 30 dB, even a high-frequency switch cannot realize a higher performance isolation characteristic.

本発明はかかる課題を解決するためになされたものであり、高性能なアイソレーション特性を有する高周波スイッチを得ることを目的とする。 The present invention has been made to solve such a problem, and an object thereof is to obtain a high-frequency switch having high-performance isolation characteristics.

本発明による高周波スイッチは入力端子と第２の出力端子に接続された第１の９０°ハイブリッドカプラと、前記第１の９０°ハイブリッドカプラに接続された第１のＳＰＳＴスイッチ及び第２のＳＰＳＴスイッチと、前記第１のＳＰＳＴスイッチの出力端に接続された０°または±９０°の位相差を設定する第１の可変移相器と、前記第２のＳＰＳＴスイッチの出力端に接続された０°または±９０°の位相差を設定する第２の可変移相器と、前記第１の可変移相器及び第２の可変移相器の出力端と前記第１の出力端子に接続された第２の９０°ハイブリッドカプラとを備え、前記入力端子から高周波信号を入力し、前記第１の出力端子及び第２の出力端子のいずれか一方に前記高周波信号を出力するようにしたものである。 A high-frequency switch according to the present invention includes a first 90 ° hybrid coupler connected to an input terminal and a second output terminal, and a first SPST switch and a second SPST switch connected to the first 90 ° hybrid coupler. A first variable phase shifter for setting a phase difference of 0 ° or ± 90 ° connected to the output end of the first SPST switch, and 0 connected to the output end of the second SPST switch. A second variable phase shifter for setting a phase difference of ° or ± 90 °, and connected to the output terminal of the first variable phase shifter and the second variable phase shifter and the first output terminal A second 90 ° hybrid coupler, and a high-frequency signal is input from the input terminal, and the high-frequency signal is output to one of the first output terminal and the second output terminal. .

また、本発明による高周波スイッチは入力端子と第２の出力端子に接続された第１の９０°ハイブリッドカプラと、前記第１の９０°ハイブリッドカプラに接続された第１のＳＰＳＴスイッチ及び第２のＳＰＳＴスイッチと、前記第２のＳＰＳＴスイッチの出力端に接続された０°または１８０°の位相差を設定する可変移相器と、前記第１のＳＰＳＴスイッチの出力端と前記可変移相器の出力端と前記第１の出力端子とに接続された第２の９０°ハイブリッドカプラとを備え、前記入力端子から高周波信号を入力し、前記第１の出力端子及び第２の出力端子のいずれか一方に前記高周波信号を出力するようにしたものである。 The high-frequency switch according to the present invention includes a first 90 ° hybrid coupler connected to an input terminal and a second output terminal, a first SPST switch connected to the first 90 ° hybrid coupler, and a second SPST switch. An SPST switch, a variable phase shifter that is connected to an output end of the second SPST switch, and sets a phase difference of 0 ° or 180 °, an output end of the first SPST switch, and an output of the variable phase shifter A second 90 ° hybrid coupler connected to an output terminal and the first output terminal, and a high-frequency signal is input from the input terminal, and one of the first output terminal and the second output terminal On the other hand, the high-frequency signal is output.

本発明によれば、０°または±９０°の位相差を設定する第１の可変移相器及び第２の可変移相器の移相量を設定することにより、第２の９０°ハイブリッドカプラで不要な信号をキャンセルできるので、第１の出力端子に不要な信号が出力されることが無く、高いアイソレーション特性を有する高周波スイッチを得ることができる。 According to the present invention, the second 90 ° hybrid coupler is configured by setting the phase shift amounts of the first variable phase shifter and the second variable phase shifter that set the phase difference of 0 ° or ± 90 °. Since an unnecessary signal can be canceled, an unnecessary signal is not output to the first output terminal, and a high-frequency switch having high isolation characteristics can be obtained.

本発明によれば、０°または１８０°の位相差を設定する可変移相器の移相量を設定することにより、第２の９０°ハイブリッドカプラで不要な信号をキャンセルできるので、第１の出力端子に不要な信号が出力されることが無く、高いアイソレーション特性を有する高周波スイッチを得ることができる。 According to the present invention, an unnecessary signal can be canceled by the second 90 ° hybrid coupler by setting the phase shift amount of the variable phase shifter that sets the phase difference of 0 ° or 180 °. An unnecessary signal is not output to the output terminal, and a high frequency switch having high isolation characteristics can be obtained.

実施の形態１．
本発明の実施の形態１による高周波スイッチの構成を図１に基づいて説明する。９０°ハイブリッド回路４は入力端子１及び第２の出力端子である出力端子３に接続されると共に、端子５を介してＳＰＳＴスイッチ６と、端子７を介してＳＰＳＴスイッチ８とそれぞれ接続されている。ＳＰＳＴスイッチ６の出力端には９０°可変移相器９が接続され、ＳＰＳＴスイッチ８の出力端には９０°可変移相器１０が接続されている。９０°ハイブリッド回路１１は第１の出力端子である出力端子２に接続されると共に、端子１２を介して９０°可変移相器９と、端子１３を介して９０°可変移相器１０とそれぞれ接続されている。９０°ハイブリッド回路１１のもう一つの端子１４は終端抵抗を介して接地されている。制御部１５はＳＰＳＴスイッチ６、８及び９０°可変移相器９、１０を制御する制御信号を出力する。 Embodiment 1 FIG.
The configuration of the high-frequency switch according to Embodiment 1 of the present invention will be described with reference to FIG. The 90 ° hybrid circuit 4 is connected to the input terminal 1 and the output terminal 3 as the second output terminal, and is also connected to the SPST switch 6 via the terminal 5 and to the SPST switch 8 via the terminal 7. . A 90 ° variable phase shifter 9 is connected to the output end of the SPST switch 6, and a 90 ° variable phase shifter 10 is connected to the output end of the SPST switch 8. The 90 ° hybrid circuit 11 is connected to the output terminal 2 which is the first output terminal, and the 90 ° variable phase shifter 9 via the terminal 12 and the 90 ° variable phase shifter 10 via the terminal 13 respectively. It is connected. Another terminal 14 of the 90 ° hybrid circuit 11 is grounded via a terminating resistor. The control unit 15 outputs control signals for controlling the SPST switches 6 and 8 and the 90 ° variable phase shifters 9 and 10.

９０°ハイブリッド回路４、１１は４つの入出力端子を持ち、一つの端子に信号を入力すると、対向側の一つの端子に入力信号より９０°位相が進んだ信号が出力され、対向側のもう一方の端子に１８０°位相が進んだ信号が出力され、残りの一つの端子には全く信号が出力されないような特性を有する素子である。 The 90 ° hybrid circuits 4 and 11 have four input / output terminals. When a signal is input to one terminal, a signal whose phase is advanced by 90 ° from the input signal is output to one terminal on the opposite side. This is an element having such a characteristic that a signal whose phase is advanced by 180 ° is output to one terminal and no signal is output to the remaining one terminal.

また、ＳＰＳＴスイッチ６、８はオン状態時には信号を通過させ、オフ状態時には信号を遮断する特性を有する素子である。但し、実際のＳＰＳＴスイッチはオフ状態時にも完全に信号を遮断することができずに、若干の信号を通過させてしまう。この信号を遮断する割合は一般にアイソレーションと呼ばれ、アイソレーションの数値が大きいほど遮断特性が優れている。通常、ＳＰＳＴスイッチのアイソレーションは２０ｄＢ〜３０ｄＢ程度である。ＳＰＳＴスイッチ６、８のオン・オフ状態の切り替えは、制御部１５が出力する制御信号によって行う。 Further, the SPST switches 6 and 8 are elements having a characteristic of allowing a signal to pass in an on state and blocking a signal in an off state. However, the actual SPST switch cannot completely cut off the signal even when it is in the OFF state, and passes some signal. The ratio of blocking this signal is generally called isolation, and the larger the value of isolation, the better the blocking characteristics. Usually, the isolation of the SPST switch is about 20 dB to 30 dB. Switching of the on / off state of the SPST switches 6 and 8 is performed by a control signal output from the control unit 15.

また、９０°可変移相器９、１０は入力信号に対して、位相を０°または±９０°変化させて出力する機能を持つ。＋９０°変化させた場合は入力信号に対して位相が９０°進み、−９０°変化させた場合は入力信号に対して位相が９０°遅れることを意味する。可変位相量を０°、±９０°のいずれにするかは制御部１５が出力する制御信号によって決定する。 The 90 ° variable phase shifters 9 and 10 have a function of changing the phase by 0 ° or ± 90 ° and outputting the input signal. When it is changed by + 90 °, the phase is advanced by 90 ° with respect to the input signal, and when it is changed by −90 °, it means that the phase is delayed by 90 ° with respect to the input signal. Whether the variable phase amount is 0 ° or ± 90 ° is determined by a control signal output from the control unit 15.

次に、高周波スイッチの動作を図に基づいて説明する。まず、高周波スイッチがＯＮの時の動作を図２に基づいて説明する。高周波スイッチがＯＮの時は制御部１５が出力する制御信号により、ＳＰＳＴスイッチ６とＳＰＳＴスイッチ８はいずれもオン状態に設定され、９０°可変移相器９と９０°可変移相器１０の可変位相量はいずれも０°に設定される。 Next, the operation of the high frequency switch will be described with reference to the drawings. First, the operation when the high frequency switch is ON will be described with reference to FIG. When the high-frequency switch is ON, the SPST switch 6 and the SPST switch 8 are both turned on by the control signal output from the control unit 15, and the 90 ° variable phase shifter 9 and the 90 ° variable phase shifter 10 are variable. Both phase amounts are set to 0 °.

高周波の入力信号を入力端子１から入力すると、入力信号は９０°ハイブリッド回路４で２分配され、端子５に入力信号より９０°位相が進んだ信号を出力し、端子７に入力信号より１８０°位相が進んだ信号を出力する。また、９０°ハイブリッド回路４は出力端子３には信号を出力しない。なお、以下では入力端子１における入力信号の位相を０゜として説明する。 When a high-frequency input signal is input from the input terminal 1, the input signal is divided into two by the 90 ° hybrid circuit 4, a signal having a phase advanced by 90 ° from the input signal is output to the terminal 5, and a signal that is 180 ° from the input signal is output to the terminal 7. Outputs a phase advanced signal. The 90 ° hybrid circuit 4 does not output a signal to the output terminal 3. In the following description, the phase of the input signal at the input terminal 1 is assumed to be 0 °.

ＳＰＳＴスイッチ６とＳＰＳＴスイッチ８はいずれもオン状態に設定されているので、ＳＰＳＴスイッチ６は端子５から位相９０°の信号を入力し、位相を変えずに９０°可変移相器９に出力し、ＳＰＳＴスイッチ８は端子７から位相１８０°の信号を入力し、位相を変えずに９０°可変移相器１０に出力する。９０°可変移相器９、１０での可変位相量はいずれも０°に設定されているので、９０°可変移相器９、１０に入力した信号は位相を変えずに端子１２及び端子１３に出力される。従って、９０°ハイブリッド回路１１は端子１２から位相９０°の信号を入力し、端子１３から位相１８０°の信号を入力する。 Since both the SPST switch 6 and the SPST switch 8 are set to the ON state, the SPST switch 6 inputs a signal having a phase of 90 ° from the terminal 5 and outputs it to the 90 ° variable phase shifter 9 without changing the phase. The SPST switch 8 receives a signal having a phase of 180 ° from the terminal 7 and outputs it to the 90 ° variable phase shifter 10 without changing the phase. Since the variable phase amounts in the 90 ° variable phase shifters 9 and 10 are all set to 0 °, the signals input to the 90 ° variable phase shifters 9 and 10 do not change the phase, and the terminals 12 and 13 Is output. Accordingly, the 90 ° hybrid circuit 11 inputs a signal having a phase of 90 ° from the terminal 12 and inputs a signal having a phase of 180 ° from the terminal 13.

９０°ハイブリッド回路１１は端子１２から入力した信号を、出力端子２と端子１４に２分配して出力する。出力端子２から出力する信号は端子１２に入力した信号より位相が１８０°進んだ信号であり、端子１４から出力する信号は端子１２に入力した信号より位相が９０°進んだ信号である。従って、端子１２から入力し、出力端子２に出力する信号の位相は２７０°（＝９０°＋１８０°）となり、端子１２から入力し、端子１４に出力する信号の位相は１８０°（＝９０°＋９０°）となる。 The 90 ° hybrid circuit 11 distributes the signal input from the terminal 12 to the output terminal 2 and the terminal 14 and outputs them. The signal output from the output terminal 2 is a signal whose phase is advanced by 180 ° from the signal input to the terminal 12, and the signal output from the terminal 14 is a signal whose phase is advanced by 90 ° from the signal input to the terminal 12. Therefore, the phase of the signal input from the terminal 12 and output to the output terminal 2 is 270 ° (= 90 ° + 180 °), and the phase of the signal input from the terminal 12 and output to the terminal 14 is 180 ° (= 90 °). + 90 °).

一方、９０°ハイブリッド回路１１は端子１３から入力した信号も、出力端子２と端子１４に２分配して出力する。出力端子２から出力する信号は端子１３に入力した信号より位相が９０°進んだ信号であり、端子１４から出力する信号は端子１３に入力した信号より位相が１８０°進んだ信号である。従って、端子１３から入力し、出力端子２に出力する信号の位相は２７０°（＝１８０°＋９０°）となり、端子１３から入力し、端子１４に出力する信号の位相は３６０°（＝１８０°＋１８０°）となる。従って、出力端子２にはＳＰＳＴスイッチ６を通過した信号と、ＳＰＳＴスイッチ８を通過した信号が出力され、これら２つの信号の位相はいずれも２７０°なので、出力端子２では２つの信号が同相で合成されて出力されることになる。また、同様に端子１４にもＳＰＳＴスイッチ６を通過した信号とＳＰＳＴスイッチ８を通過した信号が出力されるが、ＳＰＳＴスイッチ６を通過した信号は位相１８０°（＝９０°＋９０°）であり、ＳＰＳＴスイッチ８を通過した信号は位相３６０°（＝１８０°＋１８０°）であるので、端子１４では２つの信号が逆相で合成されて、端子１４には信号は現れない。以上のように、高周波スイッチがＯＮの時は入力端子１に入力した信号は出力端子２にのみ出力されることになる。 On the other hand, the 90 ° hybrid circuit 11 also divides the signal input from the terminal 13 into the output terminal 2 and the terminal 14 and outputs them. The signal output from the output terminal 2 is a signal whose phase is advanced by 90 ° from the signal input to the terminal 13, and the signal output from the terminal 14 is a signal whose phase is advanced by 180 ° from the signal input to the terminal 13. Therefore, the phase of the signal input from the terminal 13 and output to the output terminal 2 is 270 ° (= 180 ° + 90 °), and the phase of the signal input from the terminal 13 and output to the terminal 14 is 360 ° (= 180 °). + 180 °). Accordingly, the signal that has passed through the SPST switch 6 and the signal that has passed through the SPST switch 8 are output to the output terminal 2, and the phase of these two signals is 270 °, so that the two signals are in phase at the output terminal 2. It will be synthesized and output. Similarly, a signal that has passed through the SPST switch 6 and a signal that has passed through the SPST switch 8 are also output to the terminal 14, but the signal that has passed through the SPST switch 6 has a phase of 180 ° (= 90 ° + 90 °), Since the signal that has passed through the SPST switch 8 has a phase of 360 ° (= 180 ° + 180 °), the two signals are synthesized in the opposite phase at the terminal 14 and no signal appears at the terminal 14. As described above, when the high frequency switch is ON, the signal input to the input terminal 1 is output only to the output terminal 2.

次に、高周波スイッチがＯＦＦの時の動作を図３に基づいて説明する。高周波スイッチがＯＦＦの時は制御部１５が出力する制御信号により、ＳＰＳＴスイッチ６とＳＰＳＴスイッチ８はいずれもオフ状態に設定され、９０°可変移相器９の可変位相量は−９０°、９０°可変移相器１０の可変位相量は＋９０°に設定される。 Next, the operation when the high frequency switch is OFF will be described with reference to FIG. When the high frequency switch is OFF, both the SPST switch 6 and the SPST switch 8 are set to the OFF state by the control signal output from the control unit 15, and the variable phase amount of the 90 ° variable phase shifter 9 is −90 °, 90 °. The variable phase amount of the variable phase shifter 10 is set to + 90 °.

高周波の入力信号を入力端子１から入力すると、入力信号は９０°ハイブリッド回路４で２分配され、端子５に位相９０°の信号が出力され、端子７に位相１８０°の信号が出力される。ＳＰＳＴスイッチ６、８はそれぞれオフ状態に設定されているので、端子５、７に出力された信号はＳＰＳＴスイッチ６、８の入力端で反射されて９０°ハイブリッド回路４に戻り、出力端子３に出力される。この時、ＳＰＳＴスイッチ６で反射された信号は９０°ハイブリッド回路４で位相が１８０°進むので、位相２７０°（＝９０°＋１８０°）の信号として出力端子３に出力される。一方、ＳＰＳＴスイッチ８で反射された信号は９０°ハイブリッド回路４で位相が９０°進むので、位相２７０°（＝１８０°＋９０°）の信号として出力端子３に出力される。従って、出力端子３にはＳＰＳＴスイッチ６で反射した信号と、ＳＰＳＴスイッチ８で反射した信号が出力され、これら２つの信号の位相はいずれも２７０°なので、出力端子３では２つの信号が同相で合成されて出力されることになる。 When a high frequency input signal is input from the input terminal 1, the input signal is divided into two by the 90 ° hybrid circuit 4, a signal having a phase of 90 ° is output to the terminal 5, and a signal having a phase of 180 ° is output to the terminal 7. Since the SPST switches 6 and 8 are respectively set to the OFF state, the signals output to the terminals 5 and 7 are reflected at the input ends of the SPST switches 6 and 8 and returned to the 90 ° hybrid circuit 4 to the output terminal 3. Is output. At this time, the signal reflected by the SPST switch 6 advances in phase by 180 ° in the 90 ° hybrid circuit 4 and is output to the output terminal 3 as a signal having a phase of 270 ° (= 90 ° + 180 °). On the other hand, the signal reflected by the SPST switch 8 is output to the output terminal 3 as a signal having a phase of 270 ° (= 180 ° + 90 °) because the phase advances by 90 ° in the 90 ° hybrid circuit 4. Accordingly, the signal reflected by the SPST switch 6 and the signal reflected by the SPST switch 8 are output to the output terminal 3, and the phase of these two signals is 270 °, so that the two signals are in phase at the output terminal 3. It will be synthesized and output.

ここで、ＳＰＳＴスイッチ６、８のアイソレーションが低く、ＳＰＳＴスイッチ６、８がいくらか信号を通過させてしまう場合について説明する。ＳＰＳＴスイッチ６を通過した位相９０°の信号は９０°可変移相器９にて位相が９０°遅れるので、可変移相器９は端子１２に位相０°（＝９０°−９０°）の信号が出力する。一方、ＳＰＳＴスイッチ８を通過した位相１８０°の信号は９０°可変移相器１０にて位相が９０°進むので、可変移相器１０は端子１３に位相２７０°（＝１８０°＋９０°）の信号を出力する。 Here, a case where the isolation of the SPST switches 6 and 8 is low and the SPST switches 6 and 8 pass some signals will be described. Since the 90 ° phase signal that has passed through the SPST switch 6 is delayed by 90 ° by the 90 ° variable phase shifter 9, the variable phase shifter 9 outputs a signal having a phase of 0 ° (= 90 ° −90 °) to the terminal 12. Is output. On the other hand, the signal having a phase of 180 ° that has passed through the SPST switch 8 is advanced by 90 ° by the 90 ° variable phase shifter 10, so that the variable phase shifter 10 has a phase of 270 ° (= 180 ° + 90 °) at the terminal 13. Output a signal.

９０°ハイブリッド回路１１は端子１２及び端子１３から入力した信号を、それぞれ出力端子２と端子１４に２分配して出力する。端子１２から入力し、出力端子２に出力する信号の位相は１８０°（＝０°＋１８０°）となり、端子１２から入力し、端子１４に出力する信号の位相は９０°（＝０°＋９０°）となる。一方、端子１３から入力し、出力端子２に出力する信号の位相は３６０°（＝２７０°＋９０°）となり、端子１３から入力し、端子１４に出力する信号の位相は４５０°（＝２７０°＋１８０°）となる。従って、出力端子２にはＳＰＳＴスイッチ６を通過した信号が位相１８０°（＝０°＋１８０°）の信号として出力され、ＳＰＳＴスイッチ８を通過した信号が位相３６０°（＝２７０°＋９０°）の信号として出力されるので、出力端子２では２つの信号が逆相で合成されて出力端子２には信号は現れない。 The 90 ° hybrid circuit 11 distributes the signals input from the terminals 12 and 13 to the output terminal 2 and the terminal 14, respectively, and outputs the divided signals. The phase of the signal input from the terminal 12 and output to the output terminal 2 is 180 ° (= 0 ° + 180 °), and the phase of the signal input from the terminal 12 and output to the terminal 14 is 90 ° (= 0 ° + 90 °). ) On the other hand, the phase of the signal input from the terminal 13 and output to the output terminal 2 is 360 ° (= 270 ° + 90 °), and the phase of the signal input from the terminal 13 and output to the terminal 14 is 450 ° (= 270 °). + 180 °). Accordingly, a signal that has passed through the SPST switch 6 is output to the output terminal 2 as a signal having a phase of 180 ° (= 0 ° + 180 °), and a signal that has passed through the SPST switch 8 has a phase of 360 ° (= 270 ° + 90 °). Since it is output as a signal, two signals are synthesized in the opposite phase at the output terminal 2, and no signal appears at the output terminal 2.

一方、９０°ハイブリッド回路１１は端子１４に、ＳＰＳＴスイッチ６を通過した信号を位相９０°（＝０°＋９０°）の信号として出力し、ＳＰＳＴスイッチ８を通過した信号を位相４５０°（＝２７０°＋１８０°）の信号として出力するので、端子１４には２つの信号が同相で合成されて出力される。但し、端子１４は終端抵抗で接地されているので、端子１４に出力された信号は終端され、９０°ハイブリッド回路１１へと反射されることは無い。以上のように、高周波スイッチがＯＦＦの時は、ＳＰＳＴスイッチ６、８のアイソレーションがたとえ低くても、入力端子１に入力した信号は出力端子３にのみ出力されることになる。 On the other hand, the 90 ° hybrid circuit 11 outputs a signal having passed through the SPST switch 6 to a terminal 14 as a signal having a phase of 90 ° (= 0 ° + 90 °), and a signal having passed through the SPST switch 8 has a phase of 450 ° (= 270). Is output as a signal of (° + 180 °), so that two signals are synthesized in phase and output to the terminal 14. However, since the terminal 14 is grounded by a termination resistor, the signal output to the terminal 14 is terminated and is not reflected to the 90 ° hybrid circuit 11. As described above, when the high frequency switch is OFF, the signal input to the input terminal 1 is output only to the output terminal 3 even if the isolation of the SPST switches 6 and 8 is low.

以上のように実施の形態１による高周波スイッチは、ＳＰＳＴスイッチ６、８を通過した信号の位相を９０°可変移相器９、１０で制御するようにしたので、高周波スイッチ内部で使用するＳＰＳＴスイッチのアイソレーションが低い場合でも、９０°ハイブリッド回路１１で不要な信号を信号合成でキャンセルできるので、出力端子２に不要な信号が出力されることが無く、高周波スイッチ全体として高いアイソレーションが実現できる。 As described above, the high-frequency switch according to the first embodiment controls the phase of the signal that has passed through the SPST switches 6 and 8 with the 90 ° variable phase shifters 9 and 10, so the SPST switch used inside the high-frequency switch. Even when the isolation is low, unnecessary signals can be canceled by the signal synthesis in the 90 ° hybrid circuit 11, so that unnecessary signals are not output to the output terminal 2, and high isolation can be realized as a whole high-frequency switch. .

実施の形態２．
本発明の実施の形態２による高周波スイッチの構成を図４に基づいて説明する。なお、図１と同一部分については同一符号を付し、説明を省略し、実施の形態１との相違点について説明する。実施の形態２による高周波スイッチの構成は、実施の形態１による高周波スイッチにおける９０°可変移相器９を削除して、端子１２を介してＳＰＳＴスイッチ６と９０°ハイブリッド回路１１を直結すると共に、９０°可変移相器１０の代わりに１８０°可変移相器１６を配置したものである。１８０°可変移相器１６は制御部１５が出力する制御信号に基づいて、入力信号に対して位相を０°または１８０°進めた信号を出力する機能を持つ。可変位相量を０°、１８０°のいずれにするかは制御部１５が出力する制御信号によって決定する。 Embodiment 2. FIG.
The configuration of the high-frequency switch according to the second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. The same parts as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, description thereof is omitted, and differences from the first embodiment will be described. In the configuration of the high frequency switch according to the second embodiment, the 90 ° variable phase shifter 9 in the high frequency switch according to the first embodiment is deleted, and the SPST switch 6 and the 90 ° hybrid circuit 11 are directly connected via the terminal 12. Instead of the 90 ° variable phase shifter 10, a 180 ° variable phase shifter 16 is arranged. The 180 ° variable phase shifter 16 has a function of outputting a signal whose phase is advanced by 0 ° or 180 ° with respect to the input signal based on the control signal output by the control unit 15. Whether the variable phase amount is set to 0 ° or 180 ° is determined by a control signal output from the control unit 15.

次に、高周波スイッチの動作を図に基づいて説明する。まず、高周波スイッチがＯＮの時の動作を図５に基づいて説明する。高周波スイッチがＯＮの時は制御部１５が出力する制御信号により、ＳＰＳＴスイッチ６とＳＰＳＴスイッチ８はいずれもオン状態に設定し、１８０°可変移相器１６の可変位相量は０°に設定する。 Next, the operation of the high frequency switch will be described with reference to the drawings. First, the operation when the high frequency switch is ON will be described with reference to FIG. When the high-frequency switch is ON, the SPST switch 6 and the SPST switch 8 are both turned on by the control signal output from the control unit 15, and the variable phase amount of the 180 ° variable phase shifter 16 is set to 0 °. .

高周波の入力信号を入力端子１から入力すると、入力信号は９０°ハイブリッド回路４で２分配され、端子５に位相９０°の信号が出力され、端子７に位相１８０°の信号が出力される。また、９０°ハイブリッド回路４は出力端子３には信号を出力しない。 When a high frequency input signal is input from the input terminal 1, the input signal is divided into two by the 90 ° hybrid circuit 4, a signal having a phase of 90 ° is output to the terminal 5, and a signal having a phase of 180 ° is output to the terminal 7. The 90 ° hybrid circuit 4 does not output a signal to the output terminal 3.

ＳＰＳＴスイッチ６、８はいずれもオン状態なので、ＳＰＳＴスイッチ６は端子５から位相９０°の信号を入力し、位相を変えずに端子１２に出力し、ＳＰＳＴスイッチ８は端子７から位相１８０°の信号を入力し、位相を変えずに１８０°可変移相器１６に出力する。１８０°可変移相器１６は可変位相量が０°に設定されているので、信号はそのまま端子１３出力される。 Since the SPST switches 6 and 8 are both in the on state, the SPST switch 6 inputs a signal having a phase of 90 ° from the terminal 5 and outputs the signal to the terminal 12 without changing the phase, and the SPST switch 8 has a phase of 180 ° from the terminal 7. The signal is input and output to the 180 ° variable phase shifter 16 without changing the phase. Since the 180 ° variable phase shifter 16 has the variable phase amount set to 0 °, the signal is output to the terminal 13 as it is.

９０°ハイブリッド回路１１は端子１２から入力した信号を、出力端子２と端子１４に２分配して出力さする。出力端子２から出力する信号は端子１２から入力した信号より位相が１８０°進んだ信号であり、端子１４から出力する信号は端子１２から入力した信号より位相が９０°進んだ信号である。従って、端子１２から入力し、出力端子２に出力される信号の位相は２７０°（＝９０°＋１８０°）となり、端子１２から入力し、端子１４に出力される信号の位相は１８０°（＝９０°＋９０°）となる。 The 90 ° hybrid circuit 11 divides the signal input from the terminal 12 into the output terminal 2 and the terminal 14 and outputs them. The signal output from the output terminal 2 is a signal whose phase is advanced by 180 ° from the signal input from the terminal 12, and the signal output from the terminal 14 is a signal whose phase is advanced by 90 ° from the signal input from the terminal 12. Therefore, the phase of the signal input from the terminal 12 and output to the output terminal 2 is 270 ° (= 90 ° + 180 °), and the phase of the signal input from the terminal 12 and output to the terminal 14 is 180 ° (= 90 ° + 90 °).

一方、９０°ハイブリッド回路１１が端子１３から入力した信号も、出力端子２と端子１４に２分配されて出力される。出力端子２から出力する信号は端子１３に入力した信号より位相が９０°進んだ信号であり、端子１４から出力する信号は端子１３に入力した信号より位相が１８０°進んだ信号である。従って、端子１３から入力し、出力端子２に出力される信号の位相は２７０°（＝１８０°＋９０°）となり、端子１３から入力し、端子１４に出力される信号の位相は３６０°（＝１８０°＋１８０°）となる。従って、出力端子２にはＳＰＳＴスイッチ６を通過した信号と、ＳＰＳＴスイッチ８を通過した信号が出力され、これら２つの信号の位相はいずれも２７０°なので、出力端子２では２つの信号が同相で合成されて出力されることになる。なお、同様に端子１４にもＳＰＳＴスイッチ６を通過した信号とＳＰＳＴスイッチ８を通過した信号が出力されるが、ＳＰＳＴスイッチ６を通過した信号は位相１８０°（＝９０°＋９０°）であり、ＳＰＳＴスイッチ８を通過した信号は位相３６０°（＝１８０°＋１８０°）であるので、端子１４では２つの信号が逆相で合成されて、端子１４には信号は現れない。以上のように、高周波スイッチがＯＮの時は入力端子１に入力した信号は出力端子２に選択的に出力されることになる。 On the other hand, the signal input from the terminal 13 by the 90 ° hybrid circuit 11 is also distributed to the output terminal 2 and the terminal 14 and output. The signal output from the output terminal 2 is a signal whose phase is advanced by 90 ° from the signal input to the terminal 13, and the signal output from the terminal 14 is a signal whose phase is advanced by 180 ° from the signal input to the terminal 13. Therefore, the phase of the signal input from the terminal 13 and output to the output terminal 2 is 270 ° (= 180 ° + 90 °), and the phase of the signal input from the terminal 13 and output to the terminal 14 is 360 ° (= 180 ° + 180 °). Accordingly, the signal that has passed through the SPST switch 6 and the signal that has passed through the SPST switch 8 are output to the output terminal 2, and the phase of these two signals is 270 °, so that the two signals are in phase at the output terminal 2. It will be synthesized and output. Similarly, a signal that has passed through the SPST switch 6 and a signal that has passed through the SPST switch 8 are output to the terminal 14 as well, but the signal that has passed through the SPST switch 6 has a phase of 180 ° (= 90 ° + 90 °). Since the signal that has passed through the SPST switch 8 has a phase of 360 ° (= 180 ° + 180 °), the two signals are synthesized in the opposite phase at the terminal 14 and no signal appears at the terminal 14. As described above, when the high frequency switch is ON, the signal input to the input terminal 1 is selectively output to the output terminal 2.

次に、高周波スイッチがＯＦＦの時の動作を図６に基づいて説明する。高周波スイッチがＯＦＦの時は制御部１５が出力する制御信号により、ＳＰＳＴスイッチ６とＳＰＳＴスイッチ８はいずれもオフ状態に設定され、１８０°可変移相器１６の可変位相量は１８０°に設定される。即ち、１８０°可変移相器１６を通過する信号は位相が１８０°進むことになる。 Next, the operation when the high frequency switch is OFF will be described with reference to FIG. When the high frequency switch is OFF, the SPST switch 6 and the SPST switch 8 are both set to the OFF state by the control signal output from the control unit 15, and the variable phase amount of the 180 ° variable phase shifter 16 is set to 180 °. The That is, the phase of the signal passing through the 180 ° variable phase shifter 16 advances by 180 °.

高周波の入力信号を入力端子１から入力すると、入力信号は９０°ハイブリッド回路４で２分配され、端子５に位相９０°の信号が出力され、端子７に位相１８０°の信号が出力される。ＳＰＳＴスイッチ６、８はそれぞれオフ状態に設定されているので、端子５、７に出力された信号はＳＰＳＴスイッチ６、８の入力端で反射されて９０°ハイブリッド回路４に戻り、出力端子３に出力される。この時、ＳＰＳＴスイッチ６で反射された信号は９０°ハイブリッド回路４で位相が１８０°進むので、位相２７０°（＝９０°＋１８０°）の信号として出力端子３に出力される。一方、ＳＰＳＴスイッチ８で反射された信号は９０°ハイブリッド回路４で位相が９０°進むので、位相２７０°（＝１８０°＋９０°）の信号として出力端子３に出力される。従って、出力端子３にはＳＰＳＴスイッチ６で反射した信号と、ＳＰＳＴスイッチ８で反射した信号が出力され、これら２つの信号はいずれも位相が２７０°なので、出力端子３では２つの信号が同相で合成されて出力されることになる。 When a high frequency input signal is input from the input terminal 1, the input signal is divided into two by the 90 ° hybrid circuit 4, a signal having a phase of 90 ° is output to the terminal 5, and a signal having a phase of 180 ° is output to the terminal 7. Since the SPST switches 6 and 8 are respectively set to the OFF state, the signals output to the terminals 5 and 7 are reflected at the input ends of the SPST switches 6 and 8 and returned to the 90 ° hybrid circuit 4 to the output terminal 3. Is output. At this time, the signal reflected by the SPST switch 6 advances in phase by 180 ° in the 90 ° hybrid circuit 4 and is output to the output terminal 3 as a signal having a phase of 270 ° (= 90 ° + 180 °). On the other hand, the signal reflected by the SPST switch 8 is output to the output terminal 3 as a signal having a phase of 270 ° (= 180 ° + 90 °) because the phase advances by 90 ° in the 90 ° hybrid circuit 4. Therefore, the signal reflected by the SPST switch 6 and the signal reflected by the SPST switch 8 are output to the output terminal 3, and these two signals have a phase of 270 °, so that the two signals are in phase at the output terminal 3. It will be synthesized and output.

ここで、ＳＰＳＴスイッチ６、８のアイソレーションが低く、ＳＰＳＴスイッチ６、８がいくらか信号を通過させてしまう場合について説明する。ＳＰＳＴスイッチ６を通過した位相９０°の信号は端子１２に出力される。一方、ＳＰＳＴスイッチ８を通過した位相１８０°の信号は、１８０°可変移相器１６で位相が１８０°進められて位相３６０°（＝１８０°＋１８０°）の信号として端子１３に出力される。 Here, a case where the isolation of the SPST switches 6 and 8 is low and the SPST switches 6 and 8 pass some signals will be described. A signal having a phase of 90 ° that has passed through the SPST switch 6 is output to the terminal 12. On the other hand, the 180 ° phase signal that has passed through the SPST switch 8 is advanced by 180 ° by the 180 ° variable phase shifter 16 and output to the terminal 13 as a phase 360 ° (= 180 ° + 180 °) signal.

９０°ハイブリッド回路１１は端子１２、１３から入力した信号を、それぞれ出力端子２と端子１４に２分配して出力する。端子１２から入力し、出力端子２に出力される信号の位相は２７０°（＝９０°＋１８０°）となり、端子１２から入力し、端子１４に出力される信号の位相は１８０°（＝９０°＋９０°）となる。一方、端子１３から入力し、出力端子２に出力される信号の位相は４５０°（＝３６０°＋９０°）となり、端子１３から入力し、端子１４に出力される信号の位相は５４０°（＝３６０°＋１８０°）となる。従って、出力端子２にはＳＰＳＴスイッチ６を通過した信号が位相２７０°の信号として出力され、ＳＰＳＴスイッチ８を通過した信号が位相４５０°の信号として出力されるので、出力端子２では２つの信号が逆相で合成されて出力端子２には信号は現れない。 The 90 ° hybrid circuit 11 distributes the signals input from the terminals 12 and 13 to the output terminal 2 and the terminal 14, respectively, and outputs them. The phase of the signal input from the terminal 12 and output to the output terminal 2 is 270 ° (= 90 ° + 180 °), and the phase of the signal input from the terminal 12 and output to the terminal 14 is 180 ° (= 90 °). + 90 °). On the other hand, the phase of the signal input from the terminal 13 and output to the output terminal 2 is 450 ° (= 360 ° + 90 °), and the phase of the signal input from the terminal 13 and output to the terminal 14 is 540 ° (= 360 ° + 180 °). Accordingly, the signal that has passed through the SPST switch 6 is output to the output terminal 2 as a signal having a phase of 270 °, and the signal that has passed through the SPST switch 8 is output as a signal having a phase of 450 °. Are combined in reverse phase and no signal appears at the output terminal 2.

一方、９０°ハイブリッド回路１１の端子１４にはＳＰＳＴスイッチ６を通過した信号が位相１８０°（＝９０°＋９０°）の信号として出力され、ＳＰＳＴスイッチ８を通過した信号が位相５４０°（＝３６０°＋１８０°）の信号として出力されるので、出力端子２では２つの信号が同相で合成されて端子１４に出力される。但し、端子１４は終端抵抗で接地されているので、端子１４に出力された信号は終端され、９０°ハイブリッド回路１１へと反射されることは無い。以上のように、高周波スイッチがＯＦＦの時は、ＳＰＳＴスイッチ６、８のアイソレーションがたとえ低くても、入力端子１に入力した信号は出力端子３のみに出力されることになる。 On the other hand, a signal that has passed through the SPST switch 6 is output to the terminal 14 of the 90 ° hybrid circuit 11 as a signal having a phase of 180 ° (= 90 ° + 90 °), and a signal that has passed through the SPST switch 8 has a phase of 540 ° (= 360). Output from the output terminal 2, the two signals are combined in phase and output to the terminal 14. However, since the terminal 14 is grounded by a termination resistor, the signal output to the terminal 14 is terminated and is not reflected to the 90 ° hybrid circuit 11. As described above, when the high frequency switch is OFF, the signal input to the input terminal 1 is output only to the output terminal 3 even if the isolation of the SPST switches 6 and 8 is low.

以上のように実施の形態２による高周波スイッチは、ＳＰＳＴスイッチ８を通過した信号の位相を１８０°可変移相器１６で制御するようにしたので、高周波スイッチ内部で使用するＳＰＳＴスイッチのアイソレーションが低い場合でも、９０°ハイブリッド回路１１で不要な信号を信号合成でキャンセルできるので、出力端子２に不要な信号が出力されることが無く、高周波スイッチ全体として高いアイソレーションが実現できる。 As described above, in the high frequency switch according to the second embodiment, the phase of the signal that has passed through the SPST switch 8 is controlled by the 180 ° variable phase shifter 16, so that the isolation of the SPST switch used inside the high frequency switch is achieved. Even when the frequency is low, an unnecessary signal can be canceled by signal synthesis in the 90 ° hybrid circuit 11, so that an unnecessary signal is not output to the output terminal 2, and high isolation can be realized as a whole high-frequency switch.

また、可変移相器の使用個数が１個ですむので、実施の形態１による高周波スイッチよりも部品点数が削減でき、耐故障性能の向上、生産コストの低減も図れる。 Further, since only one variable phase shifter is used, the number of parts can be reduced as compared with the high frequency switch according to the first embodiment, and the fault tolerance performance can be improved and the production cost can be reduced.

本発明の実施の形態１による高周波スイッチの構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the high frequency switch by Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態１による高周波スイッチのＯＮ時の動作を説明する図である。It is a figure explaining the operation | movement at the time of ON of the high frequency switch by Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態１による高周波スイッチのＯＦＦ時の動作を説明する図である。It is a figure explaining the operation | movement at the time of OFF of the high frequency switch by Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態２による高周波スイッチの構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the high frequency switch by Embodiment 2 of this invention. 本発明の実施の形態２による高周波スイッチのＯＮ時の動作を説明する図である。It is a figure explaining the operation | movement at the time of ON of the high frequency switch by Embodiment 2 of this invention. 本発明の実施の形態２による高周波スイッチのＯＦＦ時の動作を説明する図である。It is a figure explaining the operation | movement at the time of OFF of the high frequency switch by Embodiment 2 of this invention.

Explanation of symbols

１・・・・入力端子
２・・・・第１の出力端子
３・・・・第２の出力端子
４・・・・９０°ハイブリッド回路
６・・・・ＳＰＳＴスイッチ
８・・・・ＳＰＳＴスイッチ
９・・・・９０°可変移相器
１０・・・・９０°可変移相器
１１・・・・９０°ハイブリッド回路
１５・・・・制御部
１６・・・・１８０°可変移相器

DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Input terminal 2 ... 1st output terminal 3 ... 2nd output terminal 4 ... 90 degree hybrid circuit 6 ... SPST switch 8 ... SPST switch 9. 90 ° variable phase shifter 10 ... 90 ° variable phase shifter 11 ... 90 ° hybrid circuit 15 ... Control unit 16 ... 180 ° variable phase shifter

Claims

A high-frequency switch that inputs a high-frequency signal from an input terminal and outputs the high-frequency signal to one of a first output terminal and a second output terminal,
A first 90 ° hybrid coupler connected to the input terminal and the second output terminal; a first SPST switch and a second SPST switch connected to the first 90 ° hybrid coupler; A first variable phase shifter for setting a phase difference of 0 ° or ± 90 ° connected to the output end of one SPST switch, and 0 ° or ± 90 connected to the output end of the second SPST switch. A second variable phase shifter for setting a phase difference of °, and a second 90 connected to the output terminal of the first variable phase shifter and the second variable phase shifter and the first output terminal. ° High-frequency switch characterized by having a hybrid coupler.

A control unit is provided for setting an on / off state of the first SPST switch and the second SPST switch and a phase difference between the first variable phase shifter and the second variable phase shifter. Item 1. The high frequency switch according to Item 1.

A high-frequency switch that inputs a high-frequency signal from an input terminal and outputs the high-frequency signal to one of a first output terminal and a second output terminal,
A first 90 ° hybrid coupler connected to the input terminal and the second output terminal; a first SPST switch and a second SPST switch connected to the first 90 ° hybrid coupler; A variable phase shifter for setting a phase difference of 0 ° or 180 ° connected to an output end of two SPST switches, an output end of the first SPST switch, an output end of the variable phase shifter, and the first And a second 90 ° hybrid coupler connected to the output terminal of the high-frequency switch.

4. The high-frequency switch according to claim 3, further comprising a controller that sets an on / off state of the first SPST switch and the second SPST switch and a phase difference of the variable phase shifter.