JP2000223901A - 高周波スイッチ - Google Patents
高周波スイッチInfo
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- JP2000223901A JP2000223901A JP11018662A JP1866299A JP2000223901A JP 2000223901 A JP2000223901 A JP 2000223901A JP 11018662 A JP11018662 A JP 11018662A JP 1866299 A JP1866299 A JP 1866299A JP 2000223901 A JP2000223901 A JP 2000223901A
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- H03J7/00—Automatic frequency control; Automatic scanning over a band of frequencies
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- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04B—TRANSMISSION
- H04B1/00—Details of transmission systems, not covered by a single one of groups H04B3/00 - H04B13/00; Details of transmission systems not characterised by the medium used for transmission
- H04B1/38—Transceivers, i.e. devices in which transmitter and receiver form a structural unit and in which at least one part is used for functions of transmitting and receiving
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- H04B1/44—Transmit/receive switching
- H04B1/48—Transmit/receive switching in circuits for connecting transmitter and receiver to a common transmission path, e.g. by energy of transmitter
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- Electronic Switches (AREA)
Abstract
る。 【解決手段】 送信端子Txには、ダイオードD11の
カソードが接続されている。ダイオードD11のカソー
ドは、伝送線路12を介してグランドに接地している。
ダイオードD11のアノードは、アンテナ端子ANTに
接続している。アンテナ端子ANTは、伝送線路13を
介して受信端子Rxに接続している。受信端子Rxに
は、ダイオードD12のカソードが接続している。ダイ
オードD12のアノードは、コンデンサC12を介して
グランドに接地している。
Description
特に、移動体通信機器等に組み込まれて用いられる高周
波スイッチに関する。
ル携帯電話等において送信回路と受信回路とを切り換え
るために用いられる。図6は、従来の高周波スイッチ1
を示す電気回路図である。送信端子Txにはダイオード
D1のアノードが接続されている。ダイオードD1のア
ノードは、伝送線路2及びコンデンサC1の直列回路を
介し、グランドに接地している。伝送線路2とコンデン
サC1との中間接続点には、抵抗Raを介して電圧制御
端子Vc1が接続している。ダイオードD1のカソード
は、アンテナ端子ANTに接続している。
して受信端子Rxが接続している。さらに、受信端子R
xには、ダイオードD2のアノードが接続している。ダ
イオードD2のカソードは、グランドに接地している。
ここに、伝送線路2とグランドとの間に接続されるバイ
アスカット用コンデンサC1は、大容量のもの(1GH
z付近で47pF程度、2GHz付近で22pF程度)
である。
1は、伝送線路2とグランドとの間に接続されるバイア
スカット用コンデンサC1として、大容量のものが必要
であるため、コンデンサC1のサイズが大きく、高周波
スイッチ1の小型化を妨げていた。
子Txとアンテナ端子ANTとが接続しているとき、ア
ンテナ端子ANTと受信端子Rxとの間のアイソレーシ
ョンを確保する必要がある。このアイソレーションが悪
いと、送信端子Txとアンテナ端子ANTとの間の挿入
損失が大きくなるからである。
れた高周波スイッチを提供することにある。
するために、本発明に係る高周波スイッチは、(a)送
信端子、アンテナ端子、受信端子及び電圧制御端子と、
(b)前記送信端子にカソードが電気的に接続され、前
記アンテナ端子にアノードが電気的に接続された第1の
ダイオードと、(c)前記アンテナ端子と前記受信端子
との間に電気的に接続された第1の伝送線路と、(d)
前記受信端子にカソードが電気的に接続され、前記電圧
制御端子にアノードが電気的に接続された第2のダイオ
ードと、(e)前記送信端子に一端が電気的に接続され
ると共に、他端がグランドに接地された第2の伝送線路
と、(f)前記電圧制御端子とグランドとの間に電気的
に接続されたコンデンサと、を備えたことを特徴とす
る。
ていた従来の大容量コンデンサが不要になり、受信端子
側に接続される小容量コンデンサだけですむようにな
る。従って、高周波スイッチの小型化が図れる。
数の誘電体層と、第1及び第2の伝送線路と、コンデン
サのコンデンサ電極とグランド電極とを積層して構成し
た積層体の表面に、送信端子と受信端子とアンテナ端子
と電圧制御端子とをそれぞれ設けると共に、第1及び第
2のダイオードをそれぞれ搭載したことを特徴とする。
コンデンサは、積層体に内蔵される代わりに、積層体の
表面に搭載されていてもよい。
回路が内蔵された積層構造の高周波スイッチが得られ
る。
チの実施形態について添付図面を参照して説明する。
発明に係る高周波スイッチの一例を示す電気回路図であ
る。送信端子Txには、スイッチング素子であるダイオ
ードD11のカソードが接続されている。ダイオードD
11のカソードは、伝送線路12を介してグランドに接
地している。伝送線路12は、チョーク素子として機能
する。さらに、ダイオードD11のアノードは、アンテ
ナ端子ANTに接続している。
介して受信端子Rxが接続している。さらに、受信端子
Rxには、ダイオードD12のカソードが接続してい
る。ダイオードD12のアノードは、バイアスカット用
コンデンサC12を介してグランドに接地している。ダ
イオードD12とコンデンサC12との中間接続点に
は、抵抗R11を介して電圧制御端子Vcが接続してい
る。この電圧制御端子Vcには、高周波スイッチ21の
伝送路を切り換えるためのコントロール回路が接続され
る。
ード間)には、伝送線路14及びコンデンサC13の直
列回路が接続している。伝送線路14及びコンデンサC
13は、ダイオードD11がOFF状態のときのアイソ
レーションを良くするためのものである。
インピーダンスが40Ω以上の分布定数線路、あるい
は、高周波インダクタが使用される。分布定数線路の場
合、伝送線路12,13の線路長は、λ/12以上λ/
4以下(λ:所望周波数の波長)の範囲に設定される。
伝送線路14も、分布定数線路や高周波インダクタが使
用される。また、端子Tx,ANT,Rxとグランドと
の間にそれぞれ発生する浮遊容量Cf1,Cf2,Cf
3は、インピーダンス整合のためのバイパスコンデンサ
として機能させることができる。
送受信について説明する。電圧制御端子Vcに正電位を
印加した場合、この電圧は、ダイオードD11,D12
に対して順方向のバイアス電圧として働く。従って、ダ
イオードD11,D12はON状態となる。このとき、
コンデンサC12によって直流分がカットされ、ダイオ
ードD11,D12を含む回路に電圧制御端子Vcに供
給された電圧が印加される。
は、ダイオードD11を経てアンテナ端子ANTに伝送
される。このとき、送信信号は受信端子Rxに殆ど伝送
されない。ダイオードD12がON状態のときの自身が
有するインダクタンスとコンデンサC12の容量が送信
周波数で直列共振し、インピーダンスが0となるからで
ある。つまり、伝送線路12,13はλ/4のショート
スタブとして動作するため、送信端子Txとアンテナ端
子ANTが接続され、受信端子Rxはグランドに接地さ
れる。
場合、ダイオードD11,D12はOFF状態となる。
従って、送信端子Txとアンテナ端子ANTとの間が遮
断されると共に、受信端子Rxとグランドとの間も遮断
される。この結果、アンテナ端子ANTに入った受信信
号は、伝送線路13を経て受信端子Rxに伝送され、送
信端子Txには殆ど伝送されない。このように、高周波
スイッチ21は、電圧制御端子Vcに印加するバイアス
電圧をコントロールすることにより、送受の信号の伝送
路を切り換えることができる。
ドD11,D12のカソードとアノードを、図6に示し
た従来の高周波スイッチ1のダイオードD1,D2のカ
ソードとアノードの向きと逆にして接続することによ
り、従来の高周波スイッチ1が有していた大容量で大型
のバイアスカット用コンデンサC1や電圧制御端子Vc
1や抵抗Raを不要にすることができる。つまり、高周
波スイッチ21は、受信端子Rx側の、ダイオードD1
2とグランドとの間に接続された小容量で小型のコンデ
ンサC12だけですむようになる。コンデンサC12の
容量は、例えば1GHz付近で10pF、2GHz付近
で3pFである。従って、高周波スイッチ21の小型化
を図ることができる。
ことにより、送信端子Txとアンテナ端子ANTとが接
続しているときの、アンテナ端子ANTと受信端子Rx
との間のアイソレーションを従来の高周波スイッチより
大きくすることができる。この結果、送信端子Txとア
ンテナ端子ANTとの間の挿入損失を低減することがで
きる。
イオードD12がON状態時)はグランドにショート
し、受信時(ダイオードD12がOFF状態時)はダイ
オードD12の高インピーダンスで高周波信号から遮断
されるため、電圧制御端子Vcに接続されるコントロー
ル回路と高周波信号とのアイソレーションを大きく確保
できる。
層型高周波スイッチの一例について、図2及び図3を参
照して説明する。図2に示すように、高周波スイッチ3
1は、分布定数線路32a,32b等を設けた誘電体シ
ート45と、広面積のグランド電極35,36を設けた
誘電体シート45と、分布定数線路33a,33b,3
4a,34bを設けた誘電体シート45と、ビアホール
付きパッド50a〜54bを設けた誘電体シート45等
にて構成されている。
き形状をしており、シート45の左側に設けられてい
る。分布定数線路33aの引出し部42aはシート45
の奥側の辺の左側に露出し、分布定数線路33bの引出
し部42bはシート45の左辺に露出している。分布定
数線路33a,33bは、シート45に設けたビアホー
ル58を介して電気的に直列に接続され、伝送線路12
を形成する。
ダ形状をしており、シート45の右側に設けられてい
る。分布定数線路34aの引出し部43aはシート45
の手前側の辺の中央に露出し、分布定数線路34bの引
出し部43bはシート45の奥側の辺の右側に露出して
いる。分布定数線路34a,34bは、シート45に設
けたビアホール59を介して電気的に直列に接続され、
伝送線路13を形成する。
をしており、シート45の右側に設けられている。分布
定数線路32a,32bは、シート45に設けたビアホ
ール57を介して電気的に直列に接続され、伝送線路1
4を形成する。このように、一定の特性インピーダンス
を有した伝送線路12〜14を、それぞれ分布定数線路
33a,33b、34a,34b、32a,32bの2
層で構成することにより、1層当りの伝送線路の長さは
従来より短くてすむ。従って、シート45のサイズを小
さくでき、プリント基板等に対する占有面積が小さい高
周波スイッチ31が得られる。
ト45の表面に広面積に設けられている。グランド電極
35,36の引出し部35a,36aはシート45の左
辺に露出し、引出し部35b,36bはシート45の右
辺に露出し、引出し部35c,36cはシート45の奥
側の辺の中央に露出し、引出し部35d,36dはシー
ト45の手前側の辺の右側に露出している。これら二つ
のグランド電極35,36の間に、伝送線路12,13
が並設されている。
いるシート45の表面には、引出し電極37,38,3
9及び中継電極40が設けられている。引出し電極3
7,38の一端はそれぞれシート45の奥側の辺の左側
及び右側に露出し、引出し電極39の一端はシート45
の手前側の辺の左側に露出している。そして、分布定数
線路32aはビアホール付きパッド52bに電気的に接
続され、引出し電極37はビアホール付きパッド50
a,52aに電気的に接続され、引出し電極38はビア
ホール付きパッド51aに電気的に接続され、中継電極
40はビアホール付きパッド53b,54b,51bに
電気的に接続される。
ト45の表面には、引出し電極41が設けられている。
引出し電極41の一端はシート45の手前側の辺の中央
に露出している。そして、引出し電極41は分布定数線
路32bに電気的に接続されると共に、ビアホール55
を介してビアホール付きパッド50bに電気的に接続さ
れる。また、ビアホール付きパッド53aは、シート4
5に設けたビアホール56a,56bを介してグランド
電極35に電気的に接続される。
ねられ、一体的に焼成されることにより、図3に示すよ
うに積層体60とされる。積層体60の奥側の側面部の
左側、中央及び右側には、それぞれ送信端子Tx、グラ
ンド端子G3及び受信端子Rxが形成される。積層体6
0の手前側の側面部の左側、中央及び右側には、それぞ
れ電圧制御端子Vc、アンテナ端子ANT及びグランド
端子G4が形成される。積層体60の左右の側面部に
は、それぞれグランド端子G1,G2が形成される。
部(具体的には、分布定数線路33aの引出し部42
a)と、引出し電極37とに電気的に接続している。受
信端子Rxは、伝送線路13の一方の端部(具体的に
は、分布定数線路34bの引出し部43b)と、引出し
電極38とに電気的に接続している。アンテナ端子AN
Tは、伝送線路13の他方の端部(具体的には、分布定
数線路34aの引出し部43a)と、引出し電極41と
に電気的に接続している。電圧制御端子Vcは、引出し
電極39に電気的に接続している。グランド端子G1
は、伝送線路12の他方の端部(具体的には、分布定数
線路33bの引出し部42b)と、グランド電極35,
36の引出し部35a,36aとに電気的に接続してい
る。グランド端子G2,G3,G4は、それぞれグラン
ド電極35,36の引出し部35b,36b、35c,
36c、35d,36dに電気的に接続している。
a,50bにはそれぞれダイオードD11のカソード電
極及びアノード電極が半田付けされ、パッド51a,5
1bにはそれぞれダイオードD12のカソード電極及び
アノード電極が半田付けされ、パッド52a,52bに
はそれぞれコンデンサC13の端子電極が半田付けさ
れ、パッド53a,53bにはそれぞれコンデンサC1
2の端子電極が半田付けされ、パッド54a,54bに
はそれぞれ抵抗R11の端子電極が半田付けされる。
た、表面実装タイプの積層型高周波スイッチ31が得ら
れる。この積層型高周波スイッチ31は、図6に示した
従来の高周波スイッチ1が有していた大容量のバイアス
カット用コンデンサC1を積層体60に内蔵あるいは搭
載する必要がないので、伝送線路12〜14を2層で構
成しているにもかかわらず、積層体60の層数を少なく
することができる。さらに、シート45のサイズも小さ
くでき、高周波スイッチ31のプリント基板等に占める
面積を小さくできる。
1は、伝送線路2とコンデンサC1との中間接続点に抵
抗Ra(実装部品)が電気的に接続されていたので、配
線が複雑であった。これに対して、高周波スイッチ31
は、伝送線路12の一端がグランド端子G1に接続して
いるので、配線が簡素になり、積層体60の層数の削減
や、不要結合の削減に伴う挿入損失の改善を図ることが
できる。
した電気回路を有した、積層型高周波スイッチの別の例
について、図4及び図5を参照して説明する。この第2
実施形態の高周波スイッチ61は、バイアスカット用コ
ンデンサC12が積層体に内蔵されている。なお、図4
及び図5において、図2及び図3と同じ部品及び部分に
は同じ符号を付し、その説明は省略する。
は、分布定数線路62やコンデンサ電極70を設けた誘
電体シート45と、広面積のグランド電極35,36を
設けた誘電体シート45と、分布定数線路63,64を
設けた誘電体シート45と、引出し電極37,38等を
設けた誘電体シート45と、ビアホール付きパッド50
a,50b等を設けた誘電体シート45等にて構成され
ている。
しており、伝送線路14を形成する。分布定数線路62
の一端は引出し電極41に電気的に接続され、他端はシ
ート45に設けたビアホール67を介してビアホール付
きパッド52bに電気的に接続される。分布定数線路6
3,64も大略ミアンダ形状をしており、それぞれ伝送
線路12,13を形成する。分布定数線路63の一方の
引出し部63aはシート45の奥側の辺の左側に露出
し、他方の引出し部63bはシート45の左辺に露出し
ている。分布定数線路64の一方の引出し部64aはシ
ート45の手前側の辺の中央に露出し、他方の引出し部
64bはシート45の奥側の辺の右側に露出している。
このように、伝送線路12〜14を、それぞれ分布定数
線路63,64,62の1層で構成することにより、積
層体80(後述)の層数をさらに抑えることができる。
でグランド電極35に対向しており、グランド電極35
と共にコンデンサC12を形成する。コンデンサ電極7
0は、シート45に設けた中継電極65にビアホール6
6を介して電気的に接続される。さらに、中継電極65
はビアホール付きパッド51b,54bに電気的に接続
される。
ねられ、一体的に焼成されることにより、図5に示すよ
うに積層体80とされる。積層体80の奥側の側面部に
は、それぞれ送信端子Tx、グランド端子G3及び受信
端子Rxが形成される。積層体80の手前側の側面部に
は、それぞれ電圧制御端子Vc、アンテナ端子ANT及
びグランド端子G4が形成される。積層体80の左右の
側面部には、それぞれグランド端子G1,G2が形成さ
れる。
し部63aと、引出し電極37とに電気的に接続してい
る。受信端子Rxは、分布定数線路64の引出し部64
bと、引出し電極38とに電気的に接続している。アン
テナ端子ANTは、分布定数線路64の引出し部64a
と、引出し電極41とに電気的に接続している。電圧制
御端子Vcは、引出し電極39に電気的に接続してい
る。グランド端子G1は、分布定数線路63の引出し部
63bと、グランド電極35,36の引出し部35a,
36aとに電気的に接続している。グランド端子G2,
G3,G4は、それぞれグランド電極35,36の引出
し部35b,36b、35c,36c、35d,36d
に電気的に接続している。
a,50bにはそれぞれダイオードD11のカソード電
極及びアノード電極が半田付けされ、パッド51a,5
1bにはそれぞれダイオードD12のカソード電極及び
アノード電極が半田付けされ、パッド52a,52bに
はそれぞれコンデンサC13の端子電極が半田付けさ
れ、パッド54a,54bにはそれぞれ抵抗R11の端
子電極が半田付けされる。
た、表面実装タイプの積層型高周波スイッチ61が得ら
れる。コンデンサC12は小容量であるため、コンデン
サ電極70の面積が小さく、積層体80に内蔵しても占
有エリアが小さい。従って、高周波スイッチ61を従来
より小型化することができる。
サC12を積層体80に内蔵しているので、コンデンサ
C12を実装部品として積層体上に搭載した場合と比較
して、コンデンサC12からグランドに到る配線路の長
さが短くなる。従って、残留インダクタンスが小さくな
り、バイアスカット作用が向上する。さらに、コンデン
サC12の値はコンデンサ電極70の大きさを変えるこ
とで微調整することが可能であり、送信端子Txとアン
テナ端子ANTとが接続しているときの、アンテナ端子
ANTと受信端子Rxとの間のアイソレーションを従来
の高周波スイッチより大きくすることができ、送信端子
Txとアンテナ端子ANTとの間の挿入損失低減の効果
を効率よく享受できる。
波スイッチは前記実施形態に限定するものではなく、そ
の要旨の範囲内で種々に変更することができる。
において、ダイオードD12の両端(アノード・カソー
ド間)にも伝送線路及びコンデンサの直列回路を接続し
てもよい。あるいは、伝送線路及びコンデンサの直列回
路と並列に、コンデンサをダイオードD11,D12の
それぞれの両端(アノード・カソード間)に並列に接続
して、ダイオードD11,D12がOFF状態のときの
アイソレーションを良くしてもよい。また、逆バイアス
印加時の電圧安定化のための抵抗(10KΩ以上)をダ
イオードD11,D12のそれぞれの両端に並列接続し
てもよい。
Rx,ANTには直流バイアスが印加されることになる
ため、別途必要に応じて、別部品のバイアスカット用の
カップリングコンデンサをこれらの端子Tx〜ANTに
接続してもよい。
よれば、ダイオードのカソードとアノードの向きを従来
の高周波スイッチの場合とは逆にすることにより、送信
端子側に接続されていた従来の大容量で大型のバイアス
カット用コンデンサを不要にし、受信端子側に接続され
た小容量で小型のバイアスカット用コンデンサだけです
むようにできる。従って、高周波スイッチを小型化する
ことができる。
することにより、送信端子とアンテナ端子とが接続して
いるときの、アンテナ端子と受信端子との間のアイソレ
ーションを従来の高周波スイッチより大きくすることが
できる。従って、送信端子とアンテナ端子との間の挿入
損失を低減することができる。さらに、電圧制御端子
は、送信時はグランドにショートし、受信時は第2のダ
イオードの高インピーダンスで高周波信号から遮断され
るため、電圧制御端子に接続されるコントロール回路と
高周波信号とのアイソレーションを大きく確保できる。
この結果、性能の優れた高周波スイッチを得ることがで
きる。
示す電気回路図。
イッチの分解斜視図。
図。
示す分解斜視図。
Claims (3)
- 【請求項1】 送信端子、アンテナ端子、受信端子及び
電圧制御端子と、 前記送信端子にカソードが電気的に接続され、前記アン
テナ端子にアノードが電気的に接続された第1のダイオ
ードと、 前記アンテナ端子と前記受信端子との間に電気的に接続
された第1の伝送線路と、 前記受信端子にカソードが電気的に接続され、前記電圧
制御端子にアノードが電気的に接続された第2のダイオ
ードと、 前記送信端子に一端が電気的に接続されると共に、他端
がグランドに接地された第2の伝送線路と、 前記電圧制御端子とグランドとの間に電気的に接続され
たコンデンサと、 を備えたことを特徴とする高周波スイッチ。 - 【請求項2】 複数の誘電体層と、前記第1及び第2の
伝送線路と、前記コンデンサのコンデンサ電極とグラン
ド電極とを積層して構成した積層体の表面に、前記送信
端子と前記受信端子と前記アンテナ端子と前記電圧制御
端子とをそれぞれ設けると共に、前記第1及び第2のダ
イオードをそれぞれ搭載したことを特徴とする請求項1
記載の高周波スイッチ。 - 【請求項3】 複数の誘電体層と、前記第1及び第2の
伝送線路とを積層して構成した積層体の表面に、前記送
信端子と前記受信端子と前記アンテナ端子と前記電圧制
御端子とをそれぞれ設けると共に、前記第1及び第2の
ダイオードとコンデンサとをそれぞれ搭載したことを特
徴とする請求項1記載の高周波スイッチ。
Priority Applications (9)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP01866299A JP3675210B2 (ja) | 1999-01-27 | 1999-01-27 | 高周波スイッチ |
DE60044687T DE60044687D1 (de) | 1999-01-27 | 2000-01-04 | Hochfrequenzschalter |
EP05014478A EP1583253B1 (en) | 1999-01-27 | 2000-01-04 | High-frequency switch |
EP00100027A EP1024605A3 (en) | 1999-01-27 | 2000-01-04 | High-frequency switch |
SG200000079A SG92665A1 (en) | 1999-01-27 | 2000-01-06 | High-frequency switch |
KR1020000003152A KR100324720B1 (ko) | 1999-01-27 | 2000-01-24 | 고주파 스위치 |
US09/492,927 US6633206B1 (en) | 1999-01-27 | 2000-01-27 | High-frequency switch |
US10/423,967 US6897738B2 (en) | 1999-01-27 | 2003-04-28 | High-frequency switch |
US11/034,278 US7391284B2 (en) | 1999-01-27 | 2005-01-12 | High-frequency switch |
Applications Claiming Priority (1)
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