DE102008047445A1

DE102008047445A1 - Millimeterwellenbandschalter

Info

Publication number: DE102008047445A1
Application number: DE102008047445A
Authority: DE
Inventors: Yoshihiro Tsukahara
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2008-04-09
Filing date: 2008-09-16
Publication date: 2009-10-15
Anticipated expiration: 2028-09-17
Also published as: DE102008047445B4; CN101557219B; JP2009253800A; JP5094515B2; CN101557219A; US7898358B2; US20090256646A1

Abstract

Um einen Millimeterwellenbandschalter bereitzustellen, der eine hohe Sperrdämpfung ermöglicht, ohne die Durchgangsdämpfung zu erhöhen, kann der Millimeterwellenbandschalter enthalten: ein erstes Schaltelement (T), das in Reihe zwischen einem Eingangsanschluss (P1) und einem Ausgangsanschluss (P2) geschaltet ist, durch die ein Signal hindurch tritt, und eine erste Übertragungsleitung (L) mit einer elektrischen Länge von 1/2 Wellenlänge, die parallel zu dem ersten Schaltelement geschaltet ist. Alternativ kann der Millimeterwellenbandschalter enthalten: ein erstes Schaltelement (T), dessen eines Ende parallel zwischen einem Eingangsanschluss (P1) und einem Ausgangsanschluss (P2) angeschlossen ist, durch die ein Signal hindurch tritt, eine erste Übertragungsleitung (L) mit einer elektrischen Länge von 1/2 Wellenlänge, die parallel zu dem ersten Schaltelement geschaltet ist, und eine zweite Übertragungsleitung (L2) mit einer elektrischen Länge von 1/4 Wellenlänge, die zwischen Masse und das andere Ende der Parallelschaltung geschaltet ist, die das erste Schaltelement und die erste Übertragungsleitung enthält.

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Schalter, der hauptsächlich in einem Millimeterwellenband arbeitet.
29 und 30 sind Diagramme, die allgemeine Schaltungsstrukturen bekannter Millimeterwellenbandschalter zeigen. In den Figuren bezeichnet T einen Feldeffekttransistor (FET), der als Schaltelement verwendet wird, P1 und P2 sind Eingangs- und Ausgangsanschlüsse, L1 ist eine Übertragungsleitung, V1 ist ein Steuerspannungszuführanschluss und D ist einen Diode.
Der Schalter, der in dem Millimeterwellenband arbeitet, ist allgemein so aufgebaut, dass der FET oder die Diode parallel zu der Übertragungsleitung (entsprechend L1 in den Figuren) angeordnet ist, durch die ein Signal hindurch tritt, um den Verlust zu verringern, wenn der Schalter eingeschaltet ist.
In den bekannten Aufbauten, beispielsweise im Fall des in 29 gezeigten Aufbaus, hängt die Sperrdämpfung, wenn der Schalter ausgeschaltet ist, von dem EIN-Widerstandswert (Ron) des Schaltelements ab, das parallel zu der Übertragungsleitung angeordnet ist. 31 und 32 sind Diagramme, die Schaltungsaufbauten eines bekannten Millimeterwellenbandschalters zeigen, der auf eine hohe Sperrdämpfung abzielt. Wie in 31 und 32 gezeigt, ist es erforderlich, dass zwei oder mehr Schaltelemente parallel angeordnet sind, um auf eine hohe Sperrdämpfung abzuzielen.
Als Aufbau des Schalters zum Erzielen einer hohen Sperrdämpfung, wenn der Schalter ausgeschaltet ist, gibt es auch einen Aufbau, bei dem eine Induktivität, die mit einer AUS-Kapazität, wenn der Schalter ausgeschaltet ist, bei einer gewünschten Frequenz in Resonanz ist, in Serie angeordnet ist (siehe z. B. JP 11-284203 A ). 33 ist ein Diagramm, das einen Aufbau eines bekannten Millimeterwellenbandschalters zeigt, bei dem die Induktivität in Serie zu dem Schalter angeordnet ist, um auf eine hohe Sperrdämpfung abzuzielen.
Die bekannte Technik leidet jedoch unter dem folgenden Problem: Bei dem bekannten Schalter mit dem obigen Schaltungsaufbau ist zwar die Sperrdämpfungseigenschaft verbessert. Es tritt jedoch ein Problem auf, dass die Durchgangsdämpfung aufgrund des EIN-Widerstands des Schaltelements, wenn der Schalter eingeschaltet ist, steigt.
Die vorliegende Erfindung wurde durchgeführt, um das obige Problem zu lösen, und hat demzufolge die Aufgabe, einen Millimeterwellenbandschalter bereitzustellen, der eine hohe Sperrdämpfung ermöglicht, ohne eine Durchgangsdämpfung zu erhöhen.
Die Aufgabe wird gelöst durch einen Millimeterwellenbandschalter gemäß Anspruch 1.
Der Millimeterwellenbandschalters enthält: ein erstes Schaltelement, das in Reihe zwischen einen Eingangsanschluss und einen Ausgangsanschluss geschaltet ist, durch die ein Signal hindurch tritt, und eine erste Übertragungsleitung mit einer elektrischen Länge von 1/2 Wellenlänge, die parallel zu dem ersten Schaltelement geschaltet ist.
Die Aufgabe wird ebenfalls gelöst durch einen Millimeterwellenbandschalter gemäß Anspruch 3.
Der Millimeterwellenbandschalter enthält: ein erstes Schaltelement, dessen eines Ende parallel zwischen einem Eingangsanschluss und einem Ausgangsanschluss angeschlossen ist, durch die ein Signal hindurch tritt, eine erste Übertragungsleitung mit einer elektrischen Länge von 1/2 Wellenlänge, die parallel zu dem ersten Schaltelement geschaltet ist, und eine zweite Überragungsleitung mit einer elektrischen Länge von 1/4 Wellenlänge, die zwischen Masse und das andere Ende der Parallelschaltung geschaltet ist, die das erste Schaltelement und die erste Übertragungsleitung enthält.
Weiterbildungen der Erfindung sind jeweils in den Unteransprüchen angegeben.
Wie oben beschrieben, sind gemäß der vorliegenden Erfindung die Parallelschaltung, die die Übertragungsleitung mit der elektrischen Länge von 1/2 Wellenlänge und das Schaltelement enthält, parallel oder in Serie zwischen den Eingangs- und Ausgangsanschluss geschaltet, durch die das Signal hindurch tritt, wodurch es möglich wird, den Millimeterwellenbandschalter zu gewinnen, der die hohe Sperrdämpfung ermöglicht, ohne die Durchgangsdämpfung zu erhöhen.
Weitere Merkmale und Zweckmäßigkeiten der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der beigefügten Zeichnungen.
1 ist ein Diagramm, das einen Schaltungsaufbau eines Millimeterwellenbandschalters gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
2 zeigt ein Ersatzschaltbild des in 1 gezeigten Millimeterwellenbandschalters, wenn der Schalter eingeschaltet ist.
3 zeigt ein Ersatzschaltbild des in 1 gezeigten Millimeterwellenbandschalters, wenn der Schalter ausgeschaltet ist.
4 zeigt ein Beispiel für eine Frequenzkennlinie, die Berechnungsergebnisse für die Sperrdämpfung zeigt, wenn der in 1 gezeigte Millimeterwellenbandschalter ausgeschaltet ist.
5 zeigt ein Beispiel für eine Frequenzkennlinie, die Berechnungsergebnisse für die Durchgangsdämpfung zeigt, wenn der in 1 gezeigte Millimeterwellenbandschalter eingeschaltet ist.
6 ist ein Diagramm, das einen Schaltungsaufbau eines Millimeterwellenbandschalters gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
7 zeigt ein Ersatzschaltbild des in 6 gezeigten Millimeterwellenbandschalters, wenn der Schalter ausgeschaltet ist.
8 zeigt ein Ersatzschaltbild des in 6 gezeigten Millimeterwellenbandschalters, wenn der Schalter eingeschaltet ist.
9 zeigt ein Beispiel für eine Frequenzkennlinie, die Berechnungsergebnisse für die Sperrdämpfung zeigt, wenn der in 6 gezeigte Millimeterwellenbandschalter ausgeschaltet ist.
10 zeigt ein Beispiel für eine Frequenzkennlinie, die Berechnungsergebnisse für die Durchgangsdämpfung zeigt, wenn der in 6 gezeigte Millimeterwellenbandschalter eingeschaltet ist.
11 ist ein Diagramm, das einen Schaltungsaufbau eines Millimeterwellenbandschalters gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
12 ist ein Diagramm, das einen Schaltungsaufbau eines Millimeterwellenbandschalters gemäß einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
13 ist ein Diagramm, das einen Schaltungsaufbau eines Millimeterwellenbandschalters gemäß einer fünften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
14 ist ein Diagramm, das einen Schaltungsaufbau eines Millimeterwellenbandschalters gemäß einer sechsten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
15 ist ein Diagramm, das einen Schaltungsaufbau eines Millimeterwellenbandschalters gemäß einer siebten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
16 ist ein Diagramm, das einen Schaltungsaufbau eines Millimeterwellenbandschalters gemäß einer achten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
17 ist ein Diagramm, das einen Schaltungsaufbau eines Millimeterwellenbandschalters gemäß einer neunten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
18 ist ein Diagramm, das einen Schaltungsaufbau eines Millimeterwellenbandschalters gemäß einer zehnten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
19 ist ein Diagramm, das einen Schaltungsaufbau eines Millimeterwellenbandschalters gemäß einer elften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
20 ist ein Diagramm, das einen Schaltungsaufbau eines Millimeterwellenbandschalters gemäß einer zwölften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
21 ist ein Diagramm, das einen Schaltungsaufbau eines Millimeterwellenbandschalters gemäß einer dreizehnten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
22 zeigt ein Beispiel für eine Frequenzkennlinie, die Berechnungsergebnisse für die Sperrdämpfung zeigt, wenn der in 21 gezeigte Millimeterwellenbandschalter ausgeschaltet ist.
23 zeigt ein Beispiel für eine Frequenzkennlinie, die Berechnungsergebnisse für die Durchgangsdämpfung zeigt, wenn der in 21 gezeigte Millimeterwellenbandschalter eingeschaltet ist.
24 ist ein Diagramm, das einen Schaltungsaufbau eines Millimeterwellenbandschalters gemäß einer vierzehnten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
25 ist ein Diagramm, das einen Schaltungsaufbau eines Millimeterwellenbandschalters gemäß einer fünfzehnten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
26 ist ein Diagramm, das einen Schaltungsaufbau eines Millimeterwellenbandschalters gemäß einer sechzehnten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
27 ist ein Diagramm, das einen Schaltungsaufbau eines Millimeterwellenbandschalters gemäß einer siebzehnten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
28 ist ein Diagramm, das einen Schaltungsaufbau eines Millimeterwellenbandschalters gemäß einer achtzehnten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
29 ist ein Diagramm, das einen allgemeinen Schaltungsaufbau eines bekannten Millimeterwellenbandschalters zeigt.
30 ist ein Diagramm, das einen allgemeinen Schaltungsaufbau eines weiteren bekannten Millimeterwellenbandschalters zeigt.
31 ist ein Diagramm, das einen Schaltungsaufbau eines bekannten Millimeterwellenbandschalters zeigt, der auf eine hohe Sperrdämpfung abzielt.
32 ist ein Diagramm, das einen Schaltungsaufbau eines weiteren bekannten Millimeterwellenbandschalters zeigt, der auf eine hohe Sperrdämpfung abzielt.
33 ist ein Diagramm, das einen Schaltungsaufbau eines weiteren bekannten Millimeterwellenbandschalters zeigt, bei dem eine Induktivität in Serie angeordnet ist, um auf eine hohe Sperrdämpfung abzuzielen.
Es wird nun eine Ausführungsform eines Millimeterwellenbandschalters gemäß der vorliegenden Erfindung mit Bezug auf die Zeichnungen beschrieben.
1 ist ein Diagramm, das einen Schaltungsaufbau eines Millimeterwellenbandschalters gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt. Eine Übertragungsleitung mit einer elektrischen Länge von 1/2 Wellenlänge eines durch sie hindurch tretenden Millimeterwellenbandsignals ist an beiden Enden eines Schaltelements angeordnet, das in Serie zwischen einen Eingangs- und einen Ausgangsanschluss (P1, P2) angeordnet ist. In 1 bezeichnet L eine Übertragungsleitung mit der Länge von 1/2 Wellenlänge, T bezeichnet einen FET, der als Schaltelement arbeitet, V1 bezeichnet einen Steuerspannungszuführanschluss und R bezeichnet einen Spannungszuführwiderstand.
Im Folgenden wird der Betrieb des in 1 gezeigten Millimeterwellenbandschalters beschrieben. 2 zeigt ein Ersatzschaltbild des in 1 gezeigten Millimeterwellenbandschalters, wenn der Schalter eingeschaltet ist. 3 zeigt ein Ersatzschaltbild des in 1 gezeigten Millimeterwellenbandschalters, wenn der Schalter ausgeschaltet ist.
Wenn eine Spannung Vc < Vp (pinch-off-Spannung des FET) an den Steuerspannungszuführanschluss angelegt ist, hat der FET eine Kapazität (Coff), die in 2 durch Coff bezeichnet ist, und eine Impedanz Zt des FET kann durch den folgenden Ausdruck (1) dargestellt werden Zt = 1/–jωCoff (1).
Wenn ein FET mit einer Gatebreite gewählt wird, die eine niedrige AUS-Kapazität ergibt, wird die Impedanz (Zt von 2) des FET groß in dem Millimeterwellenband, das eine höhere Frequenz hat, und das Millimeterwellenbandsignal tritt durch die 1/2-Wellenlängenleitung.
Wenn andererseits eine Spannung von Vc = 0 V an den Steuerspannungszuführanschluss des FET angelegt ist, wenn der Schalter ausgeschaltet ist, kann der FET im wesentlichen als Widerstand (Ron von 3) betrachtet werden, und die Impedanz (Zt von 3) des FET wird durch den folgenden Ausdruck (2) dargestellt: Zt = Ron (2).
In diesem Fall werden die Signale des Millimeterwellenbands, die von P1 eingegeben wurden, aufgeteilt in Signale, die durch Widerstand Ron hindurch treten und teilweise gedämpft werden, und Signale, die durch die 1/2-Wellenlängenleitung hindurch treten und um 180° phasenverzögert werden. Diese Signale werden Punkt A von 3 miteinander kombiniert. Da diese beiden Signale so wirken, dass sie einander auslöschen, kann demzufolge die hohe Sperrdämpfung verwirklicht werden.
4 zeigt ein Beispiel für eine Frequenzkennlinie, die Berechnungsergebnisse für die Sperrdämpfung zeigt, wenn der in 1 gezeigte Millimeterwellenbandschalter ausgeschaltet ist. In 4 stellt S1_off die Berechnungsergebnisse der Sperrdämpfung dar, wenn der in 1 gezeigte Millimeterwellenbandschalter ausgeschaltet ist (3). S2_off stellt die Berechnungsergebnisse der Sperrdämpfung dar, wenn der in 29 gezeigte bekannte Millimeterwellenbandschalter ausgeschaltet ist. Unter Verwendung des Schaltungsaufbaus gemäß der ersten Ausführungsform wird die Wirkung erzielt, dass die Sperrdämpfung in dem 77 GHz-Band verbessert wird.
5 zeigt ein Beispiel für eine Frequenzkennlinie, die Berechnungsergebnisse für die Durchgangsdämpfung zeigt, wenn der in 1 gezeigte Millimeterwellenbandschalter eingeschaltet ist. In 5 stellt S1_on die Berechnungsergebnisse für die Durchgangsdämpfung dar, wenn der in 1 gezeigte Millimeterwellenbandschalter eingeschaltet ist (2). S2_on stellt die Berechnungsergebnisse für die Durchgangsdämpfung dar, wenn der in 29 gezeigte bekannte Millimeterwellenbandschalter eingeschaltet ist. Unter Verwendung des Schaltungsaufbaus gemäß der ersten Ausführungsform wird die Wirkung erzielt, dass die Durchgangsdämpfung in dem 77 GHz-Band nicht erhöht wird.
In der Tat ist es erforderlich, die parasitären Komponenten des FET dem Millimeterwellenband zu berücksichtigen. Aus diesem Grund muss die Länge der 1/2-Wellenlängenleitung ein leichtes Ansteigen oder Absinken in einem gewünschten Frequenzband einstellen. In ähnlicher Weise wird in diesem Fall derselbe Vorteil erzielt. Weiter kann als FET ein GaAs-FET, ein GaN-FET oder ein HBT verwendet werden.
6 ist ein Diagramm, das einen Schaltungsaufbau eines Millimeterwellenbandschalters gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt. Bei der 1/2 Wellenlängenleitung des in 1 gezeigten Schaltungsaufbaus wird der FET (T2 in 6) als zweites Schaltelement an einem Punkt von 1/4 Wellenlänge verwendet. 7 zeigt ein Ersatzschaltbild des in 6 gezeigten Millimeterwellenbandschalters, wenn der Schalter ausgeschaltet ist. 8 zeigt ein Ersatzschaltbild des in 6 gezeigten Millimeterwellenbandschalters, wenn der Schalter eingeschaltet ist.
Wenn der Schalter ausgeschaltet ist (7), wird die Amplitude des Signals, dessen Phase um 180° verschoben wird, von dem zweiten FET (T2) gedämpft und miteinander kombiniert, wobei es ermöglicht ist, dass die Sperrdämpfung weiter verbessert wird als bei dem in 1 gezeigten Schaltungsaufbau. Die Gatebreite des zweiten FET wird so ausgewählt, dass sie im wesentlichen denselben Grad der Dämpfung aufweist wie die durch den ersten FET bewirkte.
9 zeigt ein Beispiel für eine Frequenzkennlinie, die Berechnungsergebnisse für die Sperrdämpfung zeigt, wenn der in 6 gezeigte Millimeterwellenbandschalter ausgeschaltet ist. In 9 stellt S1_off die Berechnungsergebnisse für die Sperrdämpfung dar, wenn der in 1 gezeigte Millimeterwellenbandschalter ausgeschaltet ist (3). S3_off stellt die Berechnungsergebnisse der Sperrdämpfung dar, wenn der in 6 gezeigte Millimeterwellenbandschalter ausgeschaltet ist (7).
10 zeigt ein Beispiel für eine Frequenzkennlinie, die Berechnungsergebnisse für die Durchgangsdämpfung zeigt, wenn der in 6 gezeigte Millimeterwellenbandschalter eingeschaltet ist. In 10 stellt S1_on die Berechnungsergebnisse für die Durchgangsdämpfung dar, wenn der in 1 gezeigte Millimeterwellenbandschalter eingeschaltet ist (2). S3_on stellt die Berechnungsergebnisse der Durchgangsdämpfung dar, wenn der in 6 gezeigte Millimeterwellenbandschalter eingeschaltet ist (8).
Aus 9 und 10 ist ersichtlich, dass die Sperrdämpfungskennlinie (S3_off von 9), wenn der Millimeterwellenbandschalter der zweiten Ausführungsform ausgeschaltet ist, weiter in der Sperrdämpfung erhöht ist als die Sperrdämpfungskennlinie (S1_off von 9), wenn der Millimeterwellenbandschalter der ersten Ausführungsform ausgeschaltet ist. Außerdem ist ersichtlich, dass sich die Durchgangsdämpfungskennlinie, wenn der Schalter eingeschaltet ist, kaum verändert.
11 ist ein Diagramm, das einen Schaltungsaufbau eines Millimeterwellenbandschalters gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt. 11 zeigt ein Aufbaubeispiel für einen zweiarmigen Schalter, der den in 1 gezeig ten Schaltungsaufbau verwendet. In 11 stellt L3 eine Übertragungsleitung mit einer Länge von 1/4 Wellenlänge dar, die mit einem Verzweigungspunkt verbunden ist. Unter Verwendung des in 1 gezeigten Schaltungsaufbaus ist es in dem zweiarmigen Schalter möglich, die hohe Sperrdämpfung zu erzielen, wenn der Schalter ausgeschaltet ist, ohne die Durchgangsdämpfung zu erhöhen, wenn der Schalter eingeschaltet ist.
12 ist ein Diagramm, das einen Schaltungsaufbau eines Millimeterwellenbandschalters gemäß einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt. 12 zeigt ein Aufbaubeispiel für einen n-armigen Schalter, der den in 1 gezeigten Schaltungsaufbau verwendet. In ähnlicher Weise ist es auch bei dem n-armigen Schalter möglich, die hohe Sperrdämpfung zu erzielen, wenn der Schalter ausgeschaltet ist, ohne die Durchgangsdämpfung zu erhöhen, wenn der Schalter eingeschaltet ist.
13 ist ein Diagramm, das einen Schaltungsaufbau eines Millimeterwellenbandschalters gemäß einer fünften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt. 13 zeigt ein Aufbaubeispiel, das eine Diode in dem in 1 gezeigten Schaltungsaufbau als Schaltelement verwendet. Unter Verwendung der Diode können sowohl die AUS-Kapazität (Coff), wenn der Schalter ausgeschaltet ist, als auch der EIN-Widerstand (Ron), wenn der Schalter eingeschaltet ist, weiter verringert werden als diejenigen bei dem Schaltungsaufbau, der den FET verwendet. Demzufolge wird die Schalteigenschaft mit geringerer Durchgangsdämpfung und höherer Sperrdämpfung erzielt.
14 ist ein Diagramm, das ein einen Schaltungsaufbau eines Millimeterwellenbandschalters gemäß einer sechsten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt. 14 zeigt ein Aufbau beispiel eines zweiarmigen Schalters, der den in 13 gezeigten Schaltungsaufbau verwendet. Unter Verwendung des in 13 gezeigten Schaltungsaufbaus ist es auch bei dem zweiarmigen Schalter möglich, die hohe Sperrdämpfung zu erzielen, wenn der Schalter ausgeschaltet ist, ohne die Durchgangsdämpfung zu erhöhen, wenn der Schalter eingeschaltet ist.
15 ist ein Diagramm, das einen Schaltungsaufbau eines Millimeterwellenbandschalters gemäß einer siebten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt. 15 zeigt ein Aufbaubeispiel eines n-armigen Schalters, der den in 13 gezeigten Schaltungsaufbau verwendet. In ähnlicher Weise ist es unter Verwendung des in 13 gezeigten Schaltungsaufbaus auch bei dem n-armigen Schalter möglich, die hohe Sperrdämpfung zu erzielen, wenn der Schalter ausgeschaltet ist, ohne die Durchgangsdämpfung zu erhöhen, wenn der Schalter eingeschaltet ist.
16 ist ein Diagramm, das einen Schaltungsaufbau eines Millimeterwellenbandschalters gemäß einer achten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt. 16 zeigt ein Aufbaubeispiel eines zweiarmigen Schalters, der den in 6 gezeigten Schaltungsaufbau verwendet. In 16 stellt L3 eine Übertragungsleitung dar, die mit einem Verzweigungspunkt verbunden ist. Unter Verwendung des in 6 gezeigten Schaltungsaufbaus ist es auch bei dem zweiarmigen Schalter möglich, die hohe Sperrdämpfung zu erzielen, wenn der Schalter ausgeschaltet ist, ohne die Durchgangsdämpfung zu erhöhen.
17 ist ein Diagramm, das einen Schaltungsaufbau eines Millimeterwellenbandschalters gemäß einer neunten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt. 17 zeigt ein Aufbaubeispiel eines n-armigen Schalter, der den in 6 gezeigten Schaltungsaufbau verwendet. In 17 stellt L3 eine Übertragungsleitung dar, die mit einem Verzweigungspunkt verbunden ist. Unter Verwendung des in 6 gezeigten Schaltungsaufbaus ist es auch bei dem n-armigen Schalter möglich, die hohe Sperrdämpfung zu erzielen, wenn der Schalter ausgeschaltet ist, ohne die Durchgangsdämpfung zu erhöhen, wenn der Schalter eingeschaltet ist.
18 ist ein Diagramm, das einen Schaltungsaufbau eines Millimeterwellenbandschalters gemäß einer zehnten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt. 18 zeigt ein Aufbaubeispiel, das eine Diode als Schaltelement in dem in 6 gezeigten Schaltungsaufbau verwendet. Unter Verwendung der Diode können sowohl die AUS-Kapazität (Coff), wenn der Schalter ausgeschaltet ist, als auch der EIN-Widerstand (Ron), wenn der Schalter eingeschaltet ist, weiter verringert werden als die bei dem Schaltungsaufbau, der den FET verwendet. Demzufolge wird die Schalteigenschaft mit geringerer Durchgangsdämpfung und höherer Sperrdämpfung erzielt.
19 ist ein Diagramm, das einen Schaltungsaufbau eines Millimeterwellenbandschalters gemäß einer elften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt. 19 zeigt ein Aufbaubeispiel eines zweiarmigen Schalters, der den in 18 gezeigten Schaltungsaufbau verwendet. Unter Verwendung des in 18 gezeigten Schaltungsaufbaus ist es auch bei dem zweiarmigen Schalten möglich, die hohe Sperrdämpfung zu erzielen, wenn der Schalter ausgeschaltet ist, ohne die Durchgangsdämpfung zu erhöhen, wenn der Schalter eingeschaltet ist.
20 ist ein Diagramm, das einen Schaltungsaufbau gemäß einer zwölften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt. 20 zeigt ein Aufbaubeispiel eines n-armigen Schalters, der den in 18 gezeigten Schaltungsaufbau verwendet. Unter Verwendung des in 18 gezeigten Schaltungsaufbaus ist es auch bei dem n-armigen Schalter möglich, die hohe Sperrdämpfung zu erzielen, wenn der Schalter ausgeschaltet ist, ohne die Durchgangsdämpfung zu erhöhen, wenn der Schalter eingeschaltet ist.
21 ist ein Diagramm, das einen Schaltungsaufbau eines Millimeterwellenbandschalters gemäß einer dreizehnten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt. 21 zeigt ein abgewandeltes Beispiel des in 1 gezeigten Schaltungsaufbaus. In 21 stellt L1 eine Übertragungsleitung mit einer Länge von 1/2 Wellenlänge dar, und L2 stellt eine Übertragungsleitung mit einer Länge von 1/4 Wellenlänge dar. Im Folgenden wird der Betrieb des Millimeterwellenbandschalters der dreizehnten Ausführungsform beschrieben.
Wenn Vc = 0 V an den Steuerspannungszuführanschluss V1 angelegt ist, erhält der FET den EIN-Widerstand (Ron) wie bei dem Millemeterwellenbandschalter mit dem in 1 gezeigten Schaltungsaufbau. Demzufolge wird die Impedanz an einem Punkt S in 21 gering, und das Signal, das dem Eingangsanschluss P1 eingegeben wurde, wird geblockt.
Wenn eine Spannung von Vc < Vp an den Steuerspannungszuführanschluss V1 angelegt ist, erhält der FET die AUS-Kapazität (Coff) wie bei dem Millemeterwellenbandschalter mit dem in 1 gezeigten Schaltungsaufbau. Demzufolge wird die Impedanz an dem Punkt S von 21 groß, und das Signal, das dem Eingangsanschluss P1 eingegeben wurde, tritt zu dem Ausgangsanschluss P2 durch.
22 zeigt ein Beispiel für eine Frequenzkennlinie, die Berechnungsergebnisse für die Sperrdämpfung zeigt, wenn der in 21 gezeigte Millemeterwellenbandschalter ausgeschaltet ist. In 22 stellt S4_off die Berechnungsergebnisse der Sperrdämpfung dar, wenn der in 21 gezeigte Millemeterwellenbandschalter ausgeschaltet ist. S2_off stellt die Berechnungsergebnisse der Sperrdämpfung dar, wenn der in 29 gezeigte bekannt Millemeterwellenbandschalter ausgeschaltet ist.
23 zeigt ein Beispiel für eine Frequenzkennlinie, die Berechnungsergebnisse für die Durchgangsdämpfung zeigt, wenn der in 21 gezeigte Millemeterwellenbandschalter eingeschaltet ist. In 23 stellt S4_on die Berechnungsergebnisse für die Durchgangsdämpfung dar, wenn der in 21 gezeigte Millemeterwellenbandschalter eingeschaltet ist. S2_on stellt die Berechnungsergebnisse der Durchgangsdämpfung dar, wenn der in 29 gezeigte bekannte Millemeterwellenbandschalter eingeschaltet ist.
Unter Verwendung des in 21 gezeigten Schaltungsaufbaus ist in ähnlicher Weise die Sperrdämpfung (S4_off in 22), wenn der Schalter ausgeschaltet ist, weiter erhöht als diejenige des bekannten Beispiels, und die Durchgangsdämpfung (S4_on in 23), wenn der Schalter eingeschaltet ist, kann im wesentlichen dieselbe Leistungsfähigkeit erzielen wie diejenige des bekannten Beispiels.
24 ist ein Diagramm, das einen Schaltungsaufbau eines Millimeterwellenbandschalters gemäß einer vierzehnten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt. 24 zeigt ein Aufbaubeispiel für einen zweiarmigen Schalter, der den in 21 gezeigten Schaltungsaufbau verwendet. Unter Verwendung des in 21 gezeigten Schaltungsaufbaus ist es auch bei dem zweiarmigen Schalter möglich, die hohe Sperrdämpfung zu erzielen, wenn der Schalter eingeschaltet ist, ohne die Durchgangsdämpfung zu erhöhen, wenn der Schalter ausgeschaltet ist.
25 ist ein Diagramm, das einen Schaltungsaufbau eines Millimeterwellenbandschalters gemäß einer fünfzehnten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt. 25 zeigt ein Aufbaubeispiel eines n-armigen Schalters, der den in 21 gezeigten Schaltungsaufbau verwendet. In ähnlicher Weise ist es auch bei dem n-armigen Schalter möglich, die hohe Sperrdämpfung zu erzielen, wenn der Schalter ausgeschaltet ist, ohne die Durchgangsdämpfung zu erhöhen, wenn der Schalter eingeschaltet ist.
26 ist ein Diagramm, das einen Schaltungsaufbau eines Millimeterwellenbandschalters gemäß einer sechzehnten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt. 26 zeigt ein Aufbaubeispiel, das eine Diode als Schaltelement in dem in 21 gezeigten Schaltungsaufbau verwendet. Unter Verwendung der Diode als Schaltelement kann die Schalteigenschaft mit geringerer Durchgangsdämpfung und höherer Sperrdämpfung erzielt werden.
27 ist ein Diagramm, das einen Schaltungsaufbau eines Millimeterwellenbandschalters gemäß einer siebzehnten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt. 27 zeigt ein Aufbaubeispiel eines zweiarmigen Schalters, der den in 26 gezeigten Schaltungsaufbau verwendet. Unter Verwendung des in 26 gezeigten Schaltungsaufbaus ist es auch bei dem zweiarmigen Schalter möglich, die hohe Sperrdämpfung zu erzielen, wenn der Schalter ausgeschaltet ist, ohne die Durchgangsdämpfung zu erhöhen, wenn der Schalter eingeschaltet ist.
28 ist ein Diagramm, das einen Schaltungsaufbau eines Millimeterwellenbandschalters gemäß einer achtzehnten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt. 28 zeigt ein Aufbaubeispiel eines n-armigen Schalters, der den in 26 gezeigten Schaltungsaufbau verwendet. Unter Verwendung des in 26 gezeigten Schaltungsaufbaus ist es in ähnlicher Weise auch bei dem n-armigen Schalter möglich, die hohe Sperrdämpfung zu erzielen, wenn der Schalter ausgeschaltet ist, ohne die Durchgangsdämpfung zu erhöhen, wenn der Schalter eingeschaltet ist.
Wie oben beschrieben, sind gemäß der vorliegenden Erfindung die Parallelschaltung, die die Übertragungsleitung mit der elektrischen Länge von 1/2 Wellenlänge und das Schaltelement enthält, parallel oder in Serie zwischen den Eingangs- und Ausgangsanschluss geschaltet, durch die das Signal hindurch tritt, wodurch es möglich wird, den Millimeterwellenbandschalter zu gewinnen, der die hohe Sperrdämpfung ermöglicht, ohne die Durchgangsdämpfung zu erhöhen.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- JP 11-284203 A [0005]

Claims

Millimeterwellenbandschalter mit einem ersten Schaltelement (T), das in Reihe zwischen einen Eingangsanschluss (P1) und einen Ausgangsanschluss (P2) geschaltet ist, durch die ein Signal hindurch tritt, und einer ersten Übertragungsleitung (L) mit einer elektrischen Länge von 1/2 Wellenlänge, die parallel zu dem ersten Schaltelement geschaltet ist.
Millimeterwellenbandschalter gemäß Anspruch 1, der weiter ein zweites Schaltelement (T2) enthält, das zwischen Masse und einen Punkt einer elektrischen Länge von 1/4 Wellenlänge der elektrischen Länge von 1/2 Wellenlänge der ersten Übertragungsleitung (L) geschaltet ist.
Millimeterwellenbandschalter mit einem ersten Schaltelement (T), dessen eines Ende parallel zwischen einem Eingangsanschluss (P1) und einem Ausgangsanschluss (P2) angeschlossen ist, durch die ein Signal hindurch tritt, einer ersten Übertragungsleitung (L) mit einer elektrischen Länge von 1/2 Wellenlänge, die parallel zu dem ersten Schaltelement geschaltet ist, und einer zweiten Übertragungsleitung (L2) mit einer elektrischen Länge von 1/4 Wellenlänge, die zwischen Masse und das andere Ende der Parallelschaltung geschaltet ist, die das erste Schaltelement und die erste Übertragungsleitung enthält.
Millimeterwellenbandschalter, der eine Anzahl n von Millimeterwellenbandschaltern gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3 ent hält, wobei n eine ganze Zahl größer gleich 2 ist, um einen n-armigen Umschalter zu bilden.
Millimeterwellenbandschalter gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, bei dem das Schaltelement einen FET oder eine Diode enthält.