JP2000269706A - 導波路スイッチ及びスイッチ装置 - Google Patents
導波路スイッチ及びスイッチ装置Info
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- JP2000269706A JP2000269706A JP11071162A JP7116299A JP2000269706A JP 2000269706 A JP2000269706 A JP 2000269706A JP 11071162 A JP11071162 A JP 11071162A JP 7116299 A JP7116299 A JP 7116299A JP 2000269706 A JP2000269706 A JP 2000269706A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】ミリ波など高周波信号を扱う導波路スイッチ
を、小型で、挿入損失が小さく、そして信頼性が高く、
高速に切り替えることができるようにする。 【解決手段】本発明の導波路スイッチは、３本以上の誘
電体ストリップ３０が２枚の金属板１０，１０の間に挿
入されている非放射型誘電体導波路（ＮＲＤガイド）３
１の端子の接続状態をサーキュレータ２０によって切り
替えるものである。サーキュレータ２０は電磁石２１と
磁性板２３とを備え、電磁石２１の磁界の方向を切り替
える切替手段２４によって磁性板２３に印加する磁界の
方向を切り替える。
を、小型で、挿入損失が小さく、そして信頼性が高く、
高速に切り替えることができるようにする。 【解決手段】本発明の導波路スイッチは、３本以上の誘
電体ストリップ３０が２枚の金属板１０，１０の間に挿
入されている非放射型誘電体導波路（ＮＲＤガイド）３
１の端子の接続状態をサーキュレータ２０によって切り
替えるものである。サーキュレータ２０は電磁石２１と
磁性板２３とを備え、電磁石２１の磁界の方向を切り替
える切替手段２４によって磁性板２３に印加する磁界の
方向を切り替える。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、例えば自動車用前
方監視レーダの受信アンテナ切替スイッチなどに使用さ
れ、ミリ波などの高周波信号を扱う導波路スイッチ及び
スイッチ装置に関する。
方監視レーダの受信アンテナ切替スイッチなどに使用さ
れ、ミリ波などの高周波信号を扱う導波路スイッチ及び
スイッチ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】多数のポートを切り替えることができ、
高周波信号を扱うスイッチとして、ＳＰｎＴ（Single
Pole ｎ Throw）スイッチが知られている。このＳＰ
ｎＴスイッチは、図７に示すように、ポート０，ポート
１，ポート２，…ポートｎを備えた導波管線路１が接続
されており、ポート１〜ポートｎからの入力信号を選択
してポート０へ出力し、またはポート０からの入力信号
をポート１〜ポートｎのいずれかに出力する機能を有し
ている。このようなスイッチを用いた回路では、（１）
挿入損失が小さいこと、（２）各ポート間のアイソレー
ションが大きいこと、（３）小型であること、（４）高
速にポートを切り替えられること、（５）信頼性が高い
ことなどの特性を有していることが必要である。
高周波信号を扱うスイッチとして、ＳＰｎＴ（Single
Pole ｎ Throw）スイッチが知られている。このＳＰ
ｎＴスイッチは、図７に示すように、ポート０，ポート
１，ポート２，…ポートｎを備えた導波管線路１が接続
されており、ポート１〜ポートｎからの入力信号を選択
してポート０へ出力し、またはポート０からの入力信号
をポート１〜ポートｎのいずれかに出力する機能を有し
ている。このようなスイッチを用いた回路では、（１）
挿入損失が小さいこと、（２）各ポート間のアイソレー
ションが大きいこと、（３）小型であること、（４）高
速にポートを切り替えられること、（５）信頼性が高い
ことなどの特性を有していることが必要である。
【０００３】また、このような回路をミリ波帯で実現す
る方法として、導波管線路を機械的に切り替える方式と
電気的に切り替える方式とが知られている。機械的に切
り替える方式のスイッチは、例えば上部に設けられた摘
みを、手動で水平方向に回転させてポートを切り替える
ものである。この機械的に切り替える方式のスイッチ
は、挿入損失がＶ帯及びＷ帯で１ｄＢ以下であり、低損
失という利点を有しており、またアイソレーションも５
０ｄＢ以上と優れている。
る方法として、導波管線路を機械的に切り替える方式と
電気的に切り替える方式とが知られている。機械的に切
り替える方式のスイッチは、例えば上部に設けられた摘
みを、手動で水平方向に回転させてポートを切り替える
ものである。この機械的に切り替える方式のスイッチ
は、挿入損失がＶ帯及びＷ帯で１ｄＢ以下であり、低損
失という利点を有しており、またアイソレーションも５
０ｄＢ以上と優れている。
【０００４】一方、電気的に切り替える方式は図８に示
すように、ポート０，１，２を備えたマイクロストリッ
プラインなどの平面線路２が誘電基板３によってＴ字形
状に形成され、平面線路２の分岐部分にピンダイオード
４が実装されている。このスイッチは、ダイオードの極
性を利用しているため、ダイオード４に印加する電圧を
切り替えるだけで、ポートを高速に切り替えることがで
き、しかも小型で信頼性の高い装置を実現することがで
きる。
すように、ポート０，１，２を備えたマイクロストリッ
プラインなどの平面線路２が誘電基板３によってＴ字形
状に形成され、平面線路２の分岐部分にピンダイオード
４が実装されている。このスイッチは、ダイオードの極
性を利用しているため、ダイオード４に印加する電圧を
切り替えるだけで、ポートを高速に切り替えることがで
き、しかも小型で信頼性の高い装置を実現することがで
きる。
【０００５】また、特開平６−１６８７９８号公報で
は、加速器に用いられる高周波加速装置であって、サー
キュレータに磁界を印加する磁石の電源を両極性切換え
電源とした高周波加速装置が開示されている。このサー
キュレータに用いられる線路は、マイクロストリップラ
インや導波管が用いられていると考えられる。
は、加速器に用いられる高周波加速装置であって、サー
キュレータに磁界を印加する磁石の電源を両極性切換え
電源とした高周波加速装置が開示されている。このサー
キュレータに用いられる線路は、マイクロストリップラ
インや導波管が用いられていると考えられる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】導波管線路を機械的に
切り替える方式では、ポートを切り替えるために摘みを
手動で回転させなければならないため、信頼性が低く、
高速に切り替えることができない。また、アクチュエー
タを用いてポートを自動的に切り替えることもできる
が、装置が大型化するという問題がある。
切り替える方式では、ポートを切り替えるために摘みを
手動で回転させなければならないため、信頼性が低く、
高速に切り替えることができない。また、アクチュエー
タを用いてポートを自動的に切り替えることもできる
が、装置が大型化するという問題がある。
【０００７】一方、マイクロストリップラインなどの線
路を電気的に切り替える方式では、ミリ波帯でのマイク
ロストリップラインの挿入損失が６０ＧＨｚ帯では６０
ｄＢ／ｍと大きく、またピンダイオードをミリ波帯で使
用すると、やはり挿入損失が大きくなる。さらに、ポー
ト間のアイソレーションはピンダイオードの性能によっ
て決まり、ミリ波帯ではアイソレーションも大きくでき
ないという問題がある。例えば、図８に示した装置の挿
入損失（Insertion Loss）とアイソレーション（Isola
tion）について、Ｖ帯（５０〜７５ＧＨｚ帯）では、挿
入損失は約２．０ｄＢ、アイソレーションは２０ｄＢ以
下であり、Ｗ帯（７５〜１１０GHz帯）では、挿入損失
は約２．５ｄＢであり、アイソレーションは１８ｄＢ以
下である。
路を電気的に切り替える方式では、ミリ波帯でのマイク
ロストリップラインの挿入損失が６０ＧＨｚ帯では６０
ｄＢ／ｍと大きく、またピンダイオードをミリ波帯で使
用すると、やはり挿入損失が大きくなる。さらに、ポー
ト間のアイソレーションはピンダイオードの性能によっ
て決まり、ミリ波帯ではアイソレーションも大きくでき
ないという問題がある。例えば、図８に示した装置の挿
入損失（Insertion Loss）とアイソレーション（Isola
tion）について、Ｖ帯（５０〜７５ＧＨｚ帯）では、挿
入損失は約２．０ｄＢ、アイソレーションは２０ｄＢ以
下であり、Ｗ帯（７５〜１１０GHz帯）では、挿入損失
は約２．５ｄＢであり、アイソレーションは１８ｄＢ以
下である。
【０００８】また、特開平６−１６８７９８号に開示さ
れている高周波加速装置では、マイクロストリップライ
ンを用いた場合、挿入損失が大きく、不要放射が大き
く、高い寸法精度が要求されるといった問題がある。導
波管を用いた場合、広帯域に対応して設計すると、高い
寸法精度が要求されるという問題がある。そのため、設
計からのわずかな形状のずれが特性に大きな影響を及ぼ
す。
れている高周波加速装置では、マイクロストリップライ
ンを用いた場合、挿入損失が大きく、不要放射が大き
く、高い寸法精度が要求されるといった問題がある。導
波管を用いた場合、広帯域に対応して設計すると、高い
寸法精度が要求されるという問題がある。そのため、設
計からのわずかな形状のずれが特性に大きな影響を及ぼ
す。
【０００９】本発明は、上記課題を解決するためになさ
れたものであり、小型で挿入損失が小さく、信頼性が高
く高速に切り替えることができ、製作時の寸法精度をあ
る程度緩和できる導波路スイッチ及びスイッチ装置を提
供することを目的とする。
れたものであり、小型で挿入損失が小さく、信頼性が高
く高速に切り替えることができ、製作時の寸法精度をあ
る程度緩和できる導波路スイッチ及びスイッチ装置を提
供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明の導波路スイッチ
は、少なくとも３以上の導波路の端子と、磁性板及び電
磁石を備え、前記電磁石から発生する磁界を磁性板に印
加することにより、前記導波路の端子間の接続状態を切
り替えるサーキュレータと、前記電磁石の磁界の方向を
切り替える切替手段と、を有することを特徴とするもの
である。
は、少なくとも３以上の導波路の端子と、磁性板及び電
磁石を備え、前記電磁石から発生する磁界を磁性板に印
加することにより、前記導波路の端子間の接続状態を切
り替えるサーキュレータと、前記電磁石の磁界の方向を
切り替える切替手段と、を有することを特徴とするもの
である。
【００１１】前記導波路は、非放射型誘電体導波路であ
るのが好ましい。非放射型誘電体導波路は、例えば２枚
の金属板の間に誘電体ストリップを挿入したものであ
る。
るのが好ましい。非放射型誘電体導波路は、例えば２枚
の金属板の間に誘電体ストリップを挿入したものであ
る。
【００１２】前記導波路の端子に、所定のモード以外の
モードの伝搬を抑制するためのモード抑制部が設けられ
ているのが好ましい。
モードの伝搬を抑制するためのモード抑制部が設けられ
ているのが好ましい。
【００１３】本発明のスイッチ装置は、上記の導波路ス
イッチを複数個有し、一方の導波路スイッチの端子と、
他方の導波路スイッチの端子とが導波路によって直列に
接続されていることを特徴とするものである。
イッチを複数個有し、一方の導波路スイッチの端子と、
他方の導波路スイッチの端子とが導波路によって直列に
接続されていることを特徴とするものである。
【００１４】
【発明の実施の形態】以下、本発明の導波路スイッチを
図１から図４を参照しながら説明する。本発明の導波路
スイッチは、図１及び図２に示すように、２枚の平行に
配置された金属板１０，１０に開口部１１，１１が形成
され、その各開口部１１内にサーキュレータ２０が配置
され、このサーキュレータ２０に少なくとも３以上の非
放射型誘電体導波路（以下、ＮＲＤガイド（Nonradiati
ve Dielectric Waveguide）という）３１，３１，３１
の端子が接続されていることを特徴としている。
図１から図４を参照しながら説明する。本発明の導波路
スイッチは、図１及び図２に示すように、２枚の平行に
配置された金属板１０，１０に開口部１１，１１が形成
され、その各開口部１１内にサーキュレータ２０が配置
され、このサーキュレータ２０に少なくとも３以上の非
放射型誘電体導波路（以下、ＮＲＤガイド（Nonradiati
ve Dielectric Waveguide）という）３１，３１，３１
の端子が接続されていることを特徴としている。
【００１５】サーキュレータ２０は、２枚の金属板１
０，１０に形成された開口部１１，１１に嵌め込まれる
一対の電極２１ａ，２１ａを備えた電磁石２１と、その
電磁石２１の電極２１ａに対向する位置に配置された２
枚の磁性板２３と、２枚の磁性板２３の間に設けられた
スペーサ２２とを有する。サーキュレータ２０は、電磁
石２１から発生する磁界Ｈを磁性板２３に印加すること
により、ＮＲＤガイド３１の端子間の接続状態を切り替
えるものである。
０，１０に形成された開口部１１，１１に嵌め込まれる
一対の電極２１ａ，２１ａを備えた電磁石２１と、その
電磁石２１の電極２１ａに対向する位置に配置された２
枚の磁性板２３と、２枚の磁性板２３の間に設けられた
スペーサ２２とを有する。サーキュレータ２０は、電磁
石２１から発生する磁界Ｈを磁性板２３に印加すること
により、ＮＲＤガイド３１の端子間の接続状態を切り替
えるものである。
【００１６】磁性板２３は、例えばフェライトが用いら
れ、軸方向に磁界Ｈをかけることによって磁化する。磁
性板２３を両端に支持するスペーサ２２は、低誘電体材
料で作られるのが好ましく、例えば比誘電率が２．６の
テフロン（米国デュポン社の登録商標）などで作られ
る。磁性板２３，２３の間には、電磁石２１によって磁
界Ｈが印加される。サーキュレータ２０には、電磁石２
１によってつくられる磁界Ｈの方向を切り替える切替手
段２４が接続されている。この切替手段２４は、例えば
電磁石２１に流れる電流の向きを変える電源によって構
成される。
れ、軸方向に磁界Ｈをかけることによって磁化する。磁
性板２３を両端に支持するスペーサ２２は、低誘電体材
料で作られるのが好ましく、例えば比誘電率が２．６の
テフロン（米国デュポン社の登録商標）などで作られ
る。磁性板２３，２３の間には、電磁石２１によって磁
界Ｈが印加される。サーキュレータ２０には、電磁石２
１によってつくられる磁界Ｈの方向を切り替える切替手
段２４が接続されている。この切替手段２４は、例えば
電磁石２１に流れる電流の向きを変える電源によって構
成される。
【００１７】磁性板２３及びスペーサ２２に端子が接続
されるＮＲＤガイド３１は、図３に示すように２枚の金
属板１０，１０間に誘電体ストリップ３０を挿入したも
のであり、導体に平行な電界を持つことから低い挿入損
失となる。しかし、誘電体モードには、導波管モードに
近い伝搬モード（ＬＳＭモード）と同軸線モードに近い
伝搬モード（ＬＳＥモード）とがあり、本願発明のよう
に磁性板２３とＮＲＤガイド３１とが接触していると、
ＬＳＭモードとＬＳＥモードの両方のモードが生じて、
不要放射などが生じるおそれがある。
されるＮＲＤガイド３１は、図３に示すように２枚の金
属板１０，１０間に誘電体ストリップ３０を挿入したも
のであり、導体に平行な電界を持つことから低い挿入損
失となる。しかし、誘電体モードには、導波管モードに
近い伝搬モード（ＬＳＭモード）と同軸線モードに近い
伝搬モード（ＬＳＥモード）とがあり、本願発明のよう
に磁性板２３とＮＲＤガイド３１とが接触していると、
ＬＳＭモードとＬＳＥモードの両方のモードが生じて、
不要放射などが生じるおそれがある。
【００１８】そこで、所定のモード以外のモードの伝搬
を抑制し、単一のモードのみ伝搬できるようにするため
のモード抑制部３２が、誘電体ストリップ３０の先端部
に設けられている。このモード抑制部３２は、図４に示
すように、誘電体ストリップ３０の先端部の内部に金属
パターン３４を形成したものである。誘電体ストリップ
３０はフライス加工でテフロン板より切り出され、テフ
ロン板のエッチングした先端部に金属パターン３４を取
り付けた後、２枚のテフロン板同士を貼り合わせ、さら
に加工を加えて製造される。
を抑制し、単一のモードのみ伝搬できるようにするため
のモード抑制部３２が、誘電体ストリップ３０の先端部
に設けられている。このモード抑制部３２は、図４に示
すように、誘電体ストリップ３０の先端部の内部に金属
パターン３４を形成したものである。誘電体ストリップ
３０はフライス加工でテフロン板より切り出され、テフ
ロン板のエッチングした先端部に金属パターン３４を取
り付けた後、２枚のテフロン板同士を貼り合わせ、さら
に加工を加えて製造される。
【００１９】ＮＲＤガイド３１は、スペーサ２２と磁性
板２３を配置した部分を中心にしてＹ字状に３本配置さ
れ、それぞれ３つのポートに接続される。ポートには、
信号を得る出力ポート又は信号を出力させないアイソレ
ーションポートとがある。出力ポートとアイソレーショ
ンポートとは、磁界Ｈの向きを反転することにより、逆
転することができる。また、印加する磁界Ｈの強さを適
当に選ぶと、フェライト内の合成定在波パターンを変化
させることによって、いずれかのポートにのみ信号を取
り出すことができる。すなわち、サーキュレータ２０に
よってＮＲＤガイド３１の端子間の接続状態を切り替え
ることができる。
板２３を配置した部分を中心にしてＹ字状に３本配置さ
れ、それぞれ３つのポートに接続される。ポートには、
信号を得る出力ポート又は信号を出力させないアイソレ
ーションポートとがある。出力ポートとアイソレーショ
ンポートとは、磁界Ｈの向きを反転することにより、逆
転することができる。また、印加する磁界Ｈの強さを適
当に選ぶと、フェライト内の合成定在波パターンを変化
させることによって、いずれかのポートにのみ信号を取
り出すことができる。すなわち、サーキュレータ２０に
よってＮＲＤガイド３１の端子間の接続状態を切り替え
ることができる。
【００２０】次に、上述した導波路スイッチを２個直列
に接続したスイッチ装置であるＳＰＤＴスイッチについ
て、図５を参照しながら説明する。このＳＰＤＴスイッ
チでは、１本のＮＲＤガイド３１によって第１の導波路
スイッチＡと第２の導波路スイッチＢとが直列に接続さ
れている。すなわち、ＮＲＤガイド３１の一方の端部が
第１の導波路スイッチＡの端子となり、他方の端部が第
２の導波路スイッチＢの端子となる。第１の導波路スイ
ッチＡの他の２つの端子は、それぞれポート０とポート
１に接続される。
に接続したスイッチ装置であるＳＰＤＴスイッチについ
て、図５を参照しながら説明する。このＳＰＤＴスイッ
チでは、１本のＮＲＤガイド３１によって第１の導波路
スイッチＡと第２の導波路スイッチＢとが直列に接続さ
れている。すなわち、ＮＲＤガイド３１の一方の端部が
第１の導波路スイッチＡの端子となり、他方の端部が第
２の導波路スイッチＢの端子となる。第１の導波路スイ
ッチＡの他の２つの端子は、それぞれポート０とポート
１に接続される。
【００２１】一方、第２の導波路スイッチＢの他の１つ
の端子は、ポート２に接続され、もう一つの他の端子は
接地される。
の端子は、ポート２に接続され、もう一つの他の端子は
接地される。
【００２２】ポート間のアイソレーションは、サーキュ
レータ２０のもつアイソレーションで決まるが、サーキ
ュレータ２０自体がミリ波帯においても大きなアイソレ
ーションを実現できるため、このＳＰＤＴスイッチのも
つアイソレーションも大きくとれる。
レータ２０のもつアイソレーションで決まるが、サーキ
ュレータ２０自体がミリ波帯においても大きなアイソレ
ーションを実現できるため、このＳＰＤＴスイッチのも
つアイソレーションも大きくとれる。
【００２３】次に、ポートを切り替える方法について説
明する。まず、第１と第２の導波路スイッチＡ，Ｂの電
磁石２１に流れる電流を同じ方向とし、電磁石２１の電
極２１ａに対向した磁性板２３に、同じ矢印方向（反時
計方向）の極性を持つような磁界を印加する。すると、
ポート１からの入力信号は、第１の導波路スイッチＡの
サーキュレータ２０の動作によって、ポート０のみに導
かれる。一方、ポート２からの信号は、第２の導波路ス
イッチＢのサーキュレータ２０の動作によって、接地さ
れたアイソレーションポートに終端され、ポート０には
出力されない。
明する。まず、第１と第２の導波路スイッチＡ，Ｂの電
磁石２１に流れる電流を同じ方向とし、電磁石２１の電
極２１ａに対向した磁性板２３に、同じ矢印方向（反時
計方向）の極性を持つような磁界を印加する。すると、
ポート１からの入力信号は、第１の導波路スイッチＡの
サーキュレータ２０の動作によって、ポート０のみに導
かれる。一方、ポート２からの信号は、第２の導波路ス
イッチＢのサーキュレータ２０の動作によって、接地さ
れたアイソレーションポートに終端され、ポート０には
出力されない。
【００２４】そして、切替手段２４によって、印加され
る磁界Ｈの向きを反転すると、それぞれのスイッチＡ，
Ｂの磁性板２３の極性が反転する。すると、ポート１か
らの入力信号は第１の導波路スイッチＡのサーキュレー
タ２０によって第２の導波路スイッチＢへ導かれ、アイ
ソレーションポートで終端される。一方、ポート２から
の入力信号は、第２の導波路スイッチＢのサーキュレー
タ２０によって第１の導波路スイッチＡへ導かれ、最終
的にはポート０に導かれる。本発明のスイッチ装置は、
このような動作で、ＳＰＤＴは低い挿入損失でかつ高い
アイソレーションを兼ねたものをミリ波帯においても実
現できる。
る磁界Ｈの向きを反転すると、それぞれのスイッチＡ，
Ｂの磁性板２３の極性が反転する。すると、ポート１か
らの入力信号は第１の導波路スイッチＡのサーキュレー
タ２０によって第２の導波路スイッチＢへ導かれ、アイ
ソレーションポートで終端される。一方、ポート２から
の入力信号は、第２の導波路スイッチＢのサーキュレー
タ２０によって第１の導波路スイッチＡへ導かれ、最終
的にはポート０に導かれる。本発明のスイッチ装置は、
このような動作で、ＳＰＤＴは低い挿入損失でかつ高い
アイソレーションを兼ねたものをミリ波帯においても実
現できる。
【００２５】本発明のスイッチ装置は、導波路スイッチ
を３個以上直列に接続することができる。例えば図６に
示すように第１から第５の導波路スイッチＡ〜Ｅを直列
に接続したＳＰ５Ｔスイッチとすることもできる。この
ＳＰ５Ｔスイッチのように５個の導波路スイッチを直列
に接続したものは、前述したＳＰＤＴを直列に複数組合
せたものであり、構成や動作はＳＰＤＴと同じである。
例えば、図６に示すような矢印方向の極性を持つ磁界が
印加されている場合、ポート１から導波路スイッチＡに
入力された信号は、ポート０に導かれる。ポート２から
導波路スイッチＢに入力された信号は、導波路スイッチ
Ｃを介してポート３に導かれる。ポート４から導波路ス
イッチＤに入力された信号は、導波路スイッチＥを介し
てポート５に導かれる。
を３個以上直列に接続することができる。例えば図６に
示すように第１から第５の導波路スイッチＡ〜Ｅを直列
に接続したＳＰ５Ｔスイッチとすることもできる。この
ＳＰ５Ｔスイッチのように５個の導波路スイッチを直列
に接続したものは、前述したＳＰＤＴを直列に複数組合
せたものであり、構成や動作はＳＰＤＴと同じである。
例えば、図６に示すような矢印方向の極性を持つ磁界が
印加されている場合、ポート１から導波路スイッチＡに
入力された信号は、ポート０に導かれる。ポート２から
導波路スイッチＢに入力された信号は、導波路スイッチ
Ｃを介してポート３に導かれる。ポート４から導波路ス
イッチＤに入力された信号は、導波路スイッチＥを介し
てポート５に導かれる。
【００２６】なお、本発明は、上記実施の形態に限定さ
れることはなく、特許請求の範囲に記載された技術的事
項の範囲内において、種々の変更が可能である。例え
ば、非放射型誘電体導波路の端子は、４以上であっても
実施することができる。
れることはなく、特許請求の範囲に記載された技術的事
項の範囲内において、種々の変更が可能である。例え
ば、非放射型誘電体導波路の端子は、４以上であっても
実施することができる。
【００２７】
【実施例】本発明者の実験によれば、導波路スイッチの
挿入損失とアイソレーションはＶ帯（６０ＧＨｚ帯）に
おいて、次のような特性を達成した。すなわち、導波路
スイッチが単体の場合、挿入損失は０．５ｄＢ以下、ア
イソレーションは３０ｄＢ以上である。２個の導波路ス
イッチを直列に接続した場合、挿入損失は１．０ｄＢ以
下、アイソレーションは、３０ｄＢ以上である。５個の
導波路スイッチを直列に接続した場合、挿入損失は、
２．５ｄＢ〜３．０ｄＢ（最大）、アイソレーションは
約３０ｄＢであった。
挿入損失とアイソレーションはＶ帯（６０ＧＨｚ帯）に
おいて、次のような特性を達成した。すなわち、導波路
スイッチが単体の場合、挿入損失は０．５ｄＢ以下、ア
イソレーションは３０ｄＢ以上である。２個の導波路ス
イッチを直列に接続した場合、挿入損失は１．０ｄＢ以
下、アイソレーションは、３０ｄＢ以上である。５個の
導波路スイッチを直列に接続した場合、挿入損失は、
２．５ｄＢ〜３．０ｄＢ（最大）、アイソレーションは
約３０ｄＢであった。
【００２８】なお、この実験では、ＮＲＤガイド３１に
用いられる誘電体ストリップ３０の縦断面の大きさは、
１．８ｍｍ×１．８ｍｍである。誘電体材料は、比誘電
率２．６のテフロンを用いた。磁性板２３は、直径約
３．０ｍｍ，厚さ約０．３ｍｍに形成され、材質として
はＮｉＺｎやＹＩＧなどを使用した。さらに、印加磁界
は、ＮｉＺｎの場合、約３ｋＯｅであった。
用いられる誘電体ストリップ３０の縦断面の大きさは、
１．８ｍｍ×１．８ｍｍである。誘電体材料は、比誘電
率２．６のテフロンを用いた。磁性板２３は、直径約
３．０ｍｍ，厚さ約０．３ｍｍに形成され、材質として
はＮｉＺｎやＹＩＧなどを使用した。さらに、印加磁界
は、ＮｉＺｎの場合、約３ｋＯｅであった。
【００２９】
【発明の効果】本発明の導波路スイッチによれば、サー
キュレータによって非放射型誘電体等からなる導波路の
端子間の接続状態を切り替えるため、挿入損失を小さく
することができる。したがって、本発明の導波路スイッ
チはミリ波などの高周波信号を扱っても信頼性を高める
ことができる。
キュレータによって非放射型誘電体等からなる導波路の
端子間の接続状態を切り替えるため、挿入損失を小さく
することができる。したがって、本発明の導波路スイッ
チはミリ波などの高周波信号を扱っても信頼性を高める
ことができる。
【００３０】また、非放射型誘電体導波管を用いた場合
には、従来のように不要放射の問題がなくなる。
には、従来のように不要放射の問題がなくなる。
【００３１】さらに、非放射型誘電体導波管を用いた場
合には、導波管モードに近いＬＳＭモードと同軸線路モ
ードに近いＬＳＥモードとを使い分けることによって、
加工精度をある程度緩和することができる。例えば、一
般的に用いられるＬＳＭモードでは、非放射型誘電体導
波管に０．１ｍｍ程度の空隙が生じてもほとんどロスな
く信号を伝搬できる。そのため、広帯域に対応するよう
に設計しても、従来のように高い寸法精度が要求される
ことはない。その結果、製作の再現性が良好になる。
合には、導波管モードに近いＬＳＭモードと同軸線路モ
ードに近いＬＳＥモードとを使い分けることによって、
加工精度をある程度緩和することができる。例えば、一
般的に用いられるＬＳＭモードでは、非放射型誘電体導
波管に０．１ｍｍ程度の空隙が生じてもほとんどロスな
く信号を伝搬できる。そのため、広帯域に対応するよう
に設計しても、従来のように高い寸法精度が要求される
ことはない。その結果、製作の再現性が良好になる。
【００３２】本発明のスイッチ装置は、上述した複数の
導波路スイッチを接続したものであるので、各ポート間
のアイソレーションを大きくすることができ、小型化を
図ることができる。
導波路スイッチを接続したものであるので、各ポート間
のアイソレーションを大きくすることができ、小型化を
図ることができる。
【図１】（Ａ）は本発明の導波路スイッチを示す部分断
面斜視図、（Ｂ）は磁性板の取付状態を示す斜視図であ
る。
面斜視図、（Ｂ）は磁性板の取付状態を示す斜視図であ
る。
【図２】本発明の導波路スイッチを示す断面側面図であ
る。
る。
【図３】本発明の導波路スイッチを構成する非放射型誘
電体導波路（ＮＲＤガイド）の部分断面斜視図である。
電体導波路（ＮＲＤガイド）の部分断面斜視図である。
【図４】本発明の導波路スイッチを構成する誘電体スト
リップの先端部分を示す分解斜視図である。
リップの先端部分を示す分解斜視図である。
【図５】本発明の導波路スイッチを２個接続したＳＰＤ
Ｔスイッチを概略的に示す構成図である。
Ｔスイッチを概略的に示す構成図である。
【図６】本発明の導波路スイッチを５個接続したＳＰ５
Ｔスイッチを概略的に示す構成図である。
Ｔスイッチを概略的に示す構成図である。
【図７】従来のＳＰｎＴスイッチの含む回路を概略的に
示す構成図である。
示す構成図である。
【図８】ダイオードを用いて線路を電気的に切り替える
従来の装置を示す断面図である。
従来の装置を示す断面図である。
１０：金属板 ２０：サーキュレータ ２１：電磁石 ２３：磁性板 ２４：切替手段 ３０：誘電体ストリップ ３１：非放射型誘電体導波路（ＮＲＤガイド） ３２：モード抑制部
Claims (5)
- 【請求項１】少なくとも３以上の導波路の端子と、 磁性板及び電磁石を備え、前記電磁石から発生する磁界
を磁性板に印加することにより、前記導波路の端子間の
接続状態を切り替えるサーキュレータと、 前記電磁石の磁界の方向を切り替える切替手段と、 を有することを特徴とする導波路スイッチ。 - 【請求項２】前記導波路は、非放射型誘電体導波路であ
ることを特徴とする請求項１に記載の導波路スイッチ。 - 【請求項３】前記非放射型誘電体導波路は、２枚の金属
板の間に誘電体ストリップを挿入したものであることを
特徴とする請求項２に記載の導波路スイッチ。 - 【請求項４】前記導波路の端子に、所定のモード以外の
モードの伝搬を抑制するためのモード抑制部が設けられ
ていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１つ
の項に記載の導波路スイッチ。 - 【請求項５】請求項１乃至４のいずれか１つの項に記載
の導波路スイッチを複数個有し、一方の導波路スイッチ
の端子と、他方の導波路スイッチの端子とが導波路によ
って直列に接続されていることを特徴とするスイッチ装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11071162A JP2000269706A (ja) | 1999-03-17 | 1999-03-17 | 導波路スイッチ及びスイッチ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11071162A JP2000269706A (ja) | 1999-03-17 | 1999-03-17 | 導波路スイッチ及びスイッチ装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000269706A true JP2000269706A (ja) | 2000-09-29 |
Family
ID=13452679
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11071162A Pending JP2000269706A (ja) | 1999-03-17 | 1999-03-17 | 導波路スイッチ及びスイッチ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000269706A (ja) |
-
1999
- 1999-03-17 JP JP11071162A patent/JP2000269706A/ja active Pending
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