JP2001136002A - 高周波回路 - Google Patents

高周波回路

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JP2001136002A
JP2001136002A JP31493799A JP31493799A JP2001136002A JP 2001136002 A JP2001136002 A JP 2001136002A JP 31493799 A JP31493799 A JP 31493799A JP 31493799 A JP31493799 A JP 31493799A JP 2001136002 A JP2001136002 A JP 2001136002A
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line
control signal
frequency
distributed constant
impedance
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JP31493799A
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English (en)
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Tsunehisa Marumoto
恒久 丸本
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NEC Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 スイッチング素子としてマイクロマシンスイ
ッチが用いられる高周波回路の挿入損失を低減すると共
に、この高周波回路が用いられる回路の高周波特性を改
善する。 【解決手段】 マイクロマシンスイッチ4a,4bに制
御信号Sを印加する第1の制御信号線6に接続されかつ
高周波信号RFの通過を阻止する第1の高周波信号阻止
手段7を備える。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、スイッチング素子
のオン/オフ制御により高周波信号の通過状態を切り換
える高周波回路に関し、特に、スイッチング素子として
マイクロマシンスイッチが使用される高周波回路に関す
る。
【0002】
【従来の技術】スイッチング素子のオン/オフ制御によ
り高周波信号の通過状態を切り換える高周波回路の1つ
に移相器がある。図30は、従来の移相器の一例を示す
ブロック図である。この図では、主線路101を伝搬す
る高周波信号RFの波長をλとする。図30に示した移
相器は、ローデッドライン形の移相器である。すなわ
ち、主線路101には先端開放された2本のスタブ10
2a,102bが互いに約λ/4離れて接続されてお
り、更に、やはり先端開放された別の2本のスタブ10
3a,103bがスタブ102a,102bの先端と離
間して配置されいている。スタブ102a,103a間
にはスイッチング素子104aが配置されており、同じ
くスタブ102b,103b間にはスイッチング素子1
04bが配置されている。
【0003】スイッチング素子104a,104bは、
制御信号線106を介して、制御装置105に接続され
ている。この制御装置105は、スイッチング素子10
4a,104bを同時にオン/オフ制御して、スタブ1
02a,103aおよびスタブ102b,103bの接
続状態を同時に切り換える制御信号Sを出力するもので
ある。
【0004】スイッチング素子104a,104bがオ
フであるとき、主線路101にはスタブ102a,10
2bのみが装荷される。一方、スイッチング素子104
a,104bがオンとなると、これらスイッチング素子
104a,104bを介して、更にスタブ103a,1
03bが装荷されることとなる。したがって、スイッチ
ング素子104a,104bをオン/オフ制御すること
により、主線路101に装荷されるスタブの電気長を変
化させることができる。
【0005】主線路101側からみたスタブのサセプタ
ンスは、装荷されるスタブの電気長により変化する。そ
の一方で、このサセプタンスにより主線路101の通過
位相が変化する。したがって、スイッチング素子104
a,104bをオン/オフ制御することにより、主線路
101を伝搬する高周波信号RFの移相量を切り換える
ことができる。
【0006】この種の移相器について、最近、スイッチ
ング素子104a,104bとしてマイクロマシンスイ
ッチの使用可能性が指摘されている。このマイクロマシ
ンスイッチは、微細に機械加工されたスイッチング素子
であり、PINダイオードスイッチなどの他の素子に比
べて損失が少なく、低コスト・低消費電力であるという
特徴を有している。
【0007】図31は、マイクロマシンスイッチの一構
成例を示す斜視図である。この図に示したマイクロマシ
ンスイッチ110bは、図30に示したスイッチング素
子104bを構成するものとする。
【0008】まず、このマイクロマシンスイッチ110
bの構成を説明する。スタブ102b,103bは僅か
な隙間を隔てて基板119上に形成されている。このス
タブ102b,103bの隙間の上部空間には、コンタ
クト111がスタブ102b,103bと接離自在とな
るよう、支持手段113により片持ち支持されている。
支持手段113はポスト114と、2本のアーム115
とにより構成されている。ポスト114はスタブ102
b,103bと離間して、基板119上に形成されてい
る。ポスト114の側面上部からは2本のアーム115
がのびており、各アーム115の先端にコンタクト11
1が取り付けられている。
【0009】一方、基板119上のスタブ102b,1
03bの隙間、すなわちコンタクト111の直下には、
制御電極112が形成されている。この制御電極112
の厚さはスタブ102b,103bの厚さよりも薄い。
制御装置105が接続された制御信号線106は、この
制御電極112に接続されている。したがって、制御装
置105から出力された制御信号Sは、制御信号線10
6を介して制御電極112に印加される。
【0010】次に、このマイクロマシンスイッチ110
bの動作を説明する。制御電極112に制御信号Sとし
て電圧が印加される場合、例えば正の電圧が印加される
と、制御電極112の表面に正電荷が発生すると共に、
制御電極112と対向するコンタクト111の下面に静
電誘導により負電荷が現れ、両者間の吸引力によりコン
タクト111はスタブ102b,103b側に引き寄せ
られる。
【0011】このとき、コンタクト111の長さがスタ
ブ102b,103bの隙間よりも長いため、コンタク
ト111がスタブ102b,103bの両方と接触し、
スタブ102b,103bがコンタクト111を介して
高周波的に接続される。また、制御電極112への正の
電圧の印加が停止されると、吸引力がなくなるので、ア
ーム115の復元力によりコンタクト111は元の離間
した位置に戻る。これにより、スタブ102b,103
bの高周波接続は開放される。
【0012】
【発明が解決しようとする課題】しかし、図30に示し
た従来の移相器で、スイッチング素子104bとして図
31に示したマイクロマシンスイッチ110bをそのま
ま使用したのでは、スタブ102b,103bの接続さ
れているときに流れる高周波信号RFが、コンタクト1
11から制御電極112へ電磁結合して、制御信号線1
06へ漏洩してしまう。高周波信号RFが漏洩すると、
この漏洩した分だけ挿入損失が増大してしまう。また、
制御信号線106の形状によっては、漏洩した電力が他
の線路へ結合して、回路全体の特性に悪影響を及ぼした
り、共振の原因になるという問題があった。
【0013】本発明はこのような課題を解決するために
なされたものであり、その目的は、スイッチング素子と
してマイクロマシンスイッチが用いられる高周波回路の
挿入損失を低減することにある。また、他の目的は、上
記の高周波回路が用いられる回路の高周波特性を改善す
ることにある。
【0014】
【課題を解決するための手段】このような課題を解決す
るために、本発明の高周波回路は、第1および第2の分
布定数線路の間を高周波的に接続および開放するマイク
ロマシンスイッチを制御することにより高周波信号の通
過状態を切り換える高周波回路において、マイクロマシ
ンスイッチを制御するための制御信号をマイクロマシン
スイッチに印加する第1の制御信号線と、この第1の制
御信号線に接続されかつ高周波信号の通過を阻止する第
1の高周波信号阻止手段とを備えることを特徴とする。
あるいは、第1の分布定数線路と接地との間を高周波的
に接続および開放するマイクロマシンスイッチを制御す
ることにより高周波信号の通過状態を切り換える高周波
回路において、マイクロマシンスイッチを制御するため
の制御信号をマイクロマシンスイッチに印加する第1の
制御信号線と、この第1の制御信号線に接続されかつ高
周波信号の通過を阻止する第1の高周波信号阻止手段と
を備え、接地により第2の分布定数線路が構成されるこ
とを特徴とする。あるいは、第1および第2の分布定数
線路の間を高周波的に接続および開放するマイクロマシ
ンスイッチを制御することにより高周波信号の通過状態
を切り換える高周波回路において、マイクロマシンスイ
ッチは、第1および第2の電極を有し、さらに、マイク
ロマシンスイッチを制御するための制御信号を第1およ
び第2の電極の一方に印加する第1の制御信号線と、こ
の第1の制御信号線に接続されかつ高周波信号の通過を
阻止する第1の高周波信号阻止手段とを備えることを特
徴とする。あるいは、第1の分布定数線路と接地との間
を高周波的に接続および開放するマイクロマシンスイッ
チを制御することにより高周波信号の通過状態を切り換
える高周波回路において、マイクロマシンスイッチは、
第1および第2の電極を有し、さらに、マイクロマシン
スイッチを制御するための制御信号を第1および第2の
電極の一方に印加する第1の制御信号線と、この第1の
制御信号線に接続されかつ高周波信号の通過を阻止する
第1の高周波信号阻止手段とを備え、接地により第2の
分布定数線路が構成されることを特徴とする。あるい
は、高周波信号が伝搬する主線路と、この主線路に接続
されると共に先端が開放された第1の分布定数線路と、
この第1の分布定数線路の先端と離間するように配置さ
れかつ先端が開放された第2の分布定数線路と、制御信
号に基づいて第1および第2の分布定数線路の間を高周
波的に接続および開放するマイクロマシンスイッチと、
このマイクロマシンスイッチに制御信号を印加する第1
の制御信号線と、この第1の制御信号線に接続されかつ
高周波信号の通過を阻止する第1の高周波信号阻止手段
とを備える。あるいは、高周波信号が伝搬する主線路
と、この主線路に接続されると共に先端が開放された第
1の分布定数線路と、この第1の分布定数線路の先端と
離間するように配置された接地と、制御信号に基づいて
第1の分布定数線路と接地との間を高周波的に接続およ
び開放するマイクロマシンスイッチと、このマイクロマ
シンスイッチに制御信号を印加する第1の制御信号線
と、この第1の制御信号線に接続されかつ高周波信号の
通過を阻止する第1の高周波信号阻止手段とを備え、接
地により第2の分布定数線路が構成される。あるいは、
互いに離間して配置された2本の線路からなる第1の分
布定数線路と、この第1の分布定数線路を構成する線路
の両方と各々離間して配置されかつ互いに電気長の異な
る2本の第2の分布定数線路と、第1の分布定数線路を
構成する線路の両方を高周波的に接続する第2の分布定
数線路を制御信号に基づいて切り換えることにより第1
の分布定数線路を伝搬する高周波信号の通過位相を変更
するマイクロマシンスイッチと、このマイクロマシンス
イッチに制御信号を印加する第1の制御信号線と、この
第1の制御信号線に接続されかつ高周波信号の通過を阻
止する第1の高周波信号阻止手段とを備える。あるい
は、第1および第2の分布定数線路の間を高周波的に接
続および開放するマイクロマシンスイッチを制御するこ
とにより通過周波数帯域または阻止周波数帯域を切り換
える高周波回路において、マイクロマシンスイッチを制
御するための制御信号をマイクロマシンスイッチに印加
する第1の制御信号線と、この第1の制御信号線に接続
されかつ高周波信号の通過を阻止する第1の高周波信号
阻止手段とを備える。このように、第1の制御信号線に
上記のような第1の高周波信号阻止手段を設けることに
より、第1の制御信号線への高周波信号の漏洩を防止で
きる。
【0015】これらの高周波回路において、マイクロマ
シンスイッチの第1構成例は、第1および第2の分布定
数線路に対して接離自在に配置されかつ第1および第2
の分布定数線路の両方と接触したときに第1および第2
の分布定数線路を高周波的に接続するコンタクトと、こ
のコンタクトを支える支持手段と、第1および第2の分
布定数線路間の隙間におけるコンタクトの直下に配置さ
れた第1の電極とを備え、コンタクトは、第1の電極と
共にキャパシタ構造を構成する第2の電極であり、第1
の制御信号線は、第1および第2の電極の一方の電極に
電気的に接続される。また、マイクロマシンスイッチの
第2構成例は、第1および第2の分布定数線路に対して
接離自在に配置されかつ第1および第2の分布定数線路
の両方と接触したときに第1および第2の分布定数線路
を高周波的に接続するコンタクトと、このコンタクトを
支える支持手段と、第1および第2の分布定数線路自
体、およびこれらの間の隙間の両方と離間する位置に配
置された第1の電極と、この第1の電極と対向するよう
に支持手段に取り付けられかつ第1の電極と共にキャパ
シタ構造を構成する第2の電極とを備え、第1の制御信
号線は、第1および第2の電極の一方の電極に電気的に
接続される。この場合、マイクロマシンスイッチの支持
手段は、第2の電極とコンタクトとの間の部分が絶縁性
を有していてもよい。また、マイクロマシンスイッチの
第3構成例は、一端が第1および第2の分布定数線路の
一方に固定されると共に他端が第1および第2の分布定
数線路の他方と接離自在となるように形成されかつ他端
が第1および第2の分布定数線路の他方と接触したとき
に第1および第2の分布定数線路を高周波的に接続する
コンタクトと、第1および第2の分布定数線路間の隙間
におけるコンタクトの直下に配置された第1の電極とを
備え、コンタクトは、第1の電極と共にキャパシタ構造
を構成する第2の電極であり、第1の制御信号線は、第
1および第2の電極の一方の電極に電気的に接続され
る。
【0016】また、上記の高周波回路において、第1の
高周波信号阻止手段の第1構成例は、マイクロマシンス
イッチに一端が接続されかつ高周波信号の波長の約1/
4の電気長で第1および第2の分布定数線路の特性イン
ピーダンスよりも大きな特性インピーダンスを有する高
インピーダンス線路と、高インピーダンス線路の他端に
一端が接続されると共に他端が開放されかつ高周波信号
の波長の約1/4の電気長で高インピーダンス線路の特
性インピーダンスよりも小さな特性インピーダンスを有
する低インピーダンス線路とからなり、第1の制御信号
線は、高インピーダンス線路の他端に接続されている。
また、第1の高周波信号阻止手段の第2構成例は、マイ
クロマシンスイッチに一端が接続されかつ高周波信号の
波長の約1/4の電気長で第1および第2の分布定数線
路の特性インピーダンスよりも大きな特性インピーダン
スを有する高インピーダンス線路と、高インピーダンス
線路の他端と接地との間に形成されたキャパシタとから
なり、第1の制御信号線は、高インピーダンス線路の他
端に接続されている。また、第1の高周波信号阻止手段
の第3構成例は、インダクタンス素子からなる。また、
第1の高周波信号阻止手段の第4構成例は、第1および
第2の分布定数線路の特性インピーダンスよりも十分大
きなインピーダンスを有する抵抗素子からなる。この場
合、抵抗素子は、第1の制御信号線に直列に挿入されて
いてもよいし、一端が第1の制御信号線に接続されると
共に他端が開放されていてもよい。
【0017】また、上述した高周波回路は、マイクロマ
シンスイッチの第1および第2の電極のうち第1の制御
信号線が電気的に接続されていない他方の電極に電気的
に接続されかつ一方の電極への制御信号の印加開始時に
他方の電極に静電誘導により発生する電荷を充電すると
共に、一方の電極への制御信号の印加停止時に電荷を他
方の電極から放電する第2の制御信号線と、第2の制御
信号線に接続されかつ高周波信号の通過を阻止する第2
の高周波信号阻止手段とを更に備えるようにしてもよ
い。このように、静電誘導により発生する電荷が第2の
制御信号線を介して充放電されることにより、マイクロ
マシンスイッチのスイッチング動作が安定すると共に、
スイッチング速度が速くなる。また、第2の制御信号線
に上記のような第2の高周波信号阻止手段を設けること
により、第2の制御信号線への高周波信号の漏洩を防止
できる。
【0018】あるいは、上述した高周波回路は、マイク
ロマシンスイッチの第1および第2の電極のうち第1の
制御信号線が電気的に接続されていない他方の電極に電
気的に接続されかつ制御信号と逆の極性を有する定電圧
を印加する第2の制御信号線と、第2の制御信号線に接
続されかつ高周波信号の通過を阻止する第2の高周波信
号阻止手段とを更に備えるようにしてもよい。このよう
に、制御信号が印加されない方の電極に予め所定の電圧
をかけておけば、そのぶん制御信号の電圧の大きさを小
さくすることができる。また、定電圧を印加する第2の
制御信号線に上記のような第2の高周波信号阻止手段を
設けることにより、第2の制御信号線への高周波信号の
漏洩を防止できる。
【0019】これらの場合、第2の高周波信号阻止手段
の第1構成例は、マイクロマシンスイッチの他方の電極
に一端が接続されかつ高周波信号の波長の約1/4の電
気長で第1および第2の分布定数線路の特性インピーダ
ンスよりも大きな特性インピーダンスを有する高インピ
ーダンス線路と、高インピーダンス線路の他端に一端が
接続されると共に他端が開放されかつ高周波信号の波長
の約1/4の電気長で高インピーダンス線路の特性イン
ピーダンスよりも小さな特性インピーダンスを有する低
インピーダンス線路とからなり、第2の制御信号線は、
高インピーダンス線路の他端に接続されている。また、
第2の高周波信号阻止手段の第2構成例は、マイクロマ
シンスイッチの他方の電極に一端が接続されかつ高周波
信号の波長の約1/4の電気長で第1および第2の分布
定数線路の特性インピーダンスよりも大きな特性インピ
ーダンスを有する高インピーダンス線路と、高インピー
ダンス線路の他端と接地との間に形成されたキャパシタ
とからなり、第2の制御信号線は、高インピーダンス線
路の他端に接続されている。また、第2の高周波信号阻
止手段の第3構成例は、インダクタンス素子からなる。
また、第2の高周波信号阻止手段の第4構成例は、第1
および第2の分布定数線路の特性インピーダンスよりも
十分大きなインピーダンスを有する抵抗素子からなる。
この場合、抵抗素子は、第2の制御信号線に直列に挿入
されていてもよいし、一端が第2の制御信号線に接続さ
れると共に他端が開放されていてもよい。
【0020】また、上記の高周波回路は、マイクロマシ
ンスイッチの第1および第2の電極のうち第1の制御信
号線が電気的に接続されていない他方の電極に電気的に
接続されかつ一方の電極への制御信号の印加開始時に他
方の電極に静電誘導により発生する電荷を充電すると共
に、一方の電極への制御信号の印加停止時に電荷を他方
の電極から放電する第2の制御信号線と、第2の制御信
号線に接続されかつ高周波信号の通過を阻止する第2の
高周波信号阻止手段とを備え、第1および第2の高周波
信号阻止手段は、マイクロマシンスイッチの第1および
第2の電極にそれぞれの一端が接続されかつ高周波信号
の波長の約1/4の電気長で第1および第2の分布定数
線路の特性インピーダンスよりも大きな特性インピーダ
ンスを有する第1および第2の高インピーダンス線路
と、第1および第2の高インピーダンス線路それぞれの
他端の間に形成されたキャパシタとにより構成され、第
1の高インピーダンス線路の他端は、第1の制御信号線
に接続され、第2の高インピーダンス線路の他端は、高
周波的な接地に接続されている構成としてもよい。ある
いは、マイクロマシンスイッチの第1および第2の電極
のうち第1の制御信号線が電気的に接続されていない他
方の電極に電気的に接続されかつ制御信号と逆の極性を
有する定電圧を印加する第2の制御信号線と、第2の制
御信号線に接続されかつ高周波信号の通過を阻止する第
2の高周波信号阻止手段とを備え、第1および第2の高
周波信号阻止手段は、マイクロマシンスイッチの第1お
よび第2の電極にそれぞれの一端が接続されかつ高周波
信号の波長の約1/4の電気長で第1および第2の分布
定数線路の特性インピーダンスよりも大きな特性インピ
ーダンスを有する第1および第2の高インピーダンス線
路と、第1および第2の高インピーダンス線路それぞれ
の他端の間に形成されたキャパシタとにより構成され、
第1の高インピーダンス線路の他端は、第1の制御信号
線に接続され、第2の高インピーダンス線路の他端は、
高周波的な接地に接続されている構成としてもよい。こ
れらの構成において、第1の高インピーダンス線路と、
キャパシタと、接地とにより第1の高周波信号阻止手段
が構成される。また、第2の高インピーダンス線路を接
地に接続することにより第2の高周波信号阻止手段が構
成される。
【0021】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して、本発明に
よる高周波回路の実施の形態を、移相器を例にして詳細
に説明する。 (第1の実施の形態)図1は、本発明の第1の実施の形
態の構成を示すブロック図である。
【0022】主線路1には、先端開放された2本のスタ
ブ(第1の分布定数線路)2a,2bが互いに約λ/4
離れて接続されている。ここで、λは主線路1を伝搬す
る高周波信号RFの波長である。さらに、やはり先端開
放された別の2本のスタブ(第2の分布定数線路)3
a,3bが、スタブ2a,2bの先端と離間して配置さ
れいている。ここで、スタブ2a,2bの電気長をL
1、スタブ3a,3bの電気長をL2、スタブ2a,2
bおよびスタブ3a,3b間の隙間をGとおく。
【0023】スタブ2a,3a間にはマイクロマシンス
イッチ4aが配置されており、同じくスタブ2b,3b
間にはマイクロマシンスイッチ4bが配置されている。
また、マイクロマシンスイッチ4a,4bは、第1の制
御信号線6を介して、制御装置5に接続されている。こ
の制御装置5は、マイクロマシンスイッチ4a,4bを
同時にオン/オフ制御して、スタブ2a,3aおよびス
タブ2b,3bの接続状態を同時に切り換える制御信号
Sを出力するものである。ただし、第1の制御信号線6
には、第1の高周波信号阻止手段7が挿入されている。
この第1の高周波信号阻止手段7は、スタブ2a,3a
およびスタブ2b,3bが接続されているときに流れる
高周波信号RFの通過を阻止するものである。以上によ
り、ローデッドライン形の移相器が構成される。
【0024】次に、図1に示した移相器による移相量切
換の原理を説明する。制御装置5から出力される制御信
号Sがオフであり、スタブ2a,3aおよびスタブ2
b,3bの高周波接続がいずれも開放されているとき、
主線路1には電気長L1のスタブ2a,2bのみが装荷
される。一方、制御信号Sがオンとなり、スタブ2a,
3aおよびスタブ2b,3bがそれぞれ高周波的に接続
されると、主線路1にはマイクロマシンスイッチ4a,
4bを介して、さらにスタブ3a,3bが装荷される。
このとき、主線路1に装荷されるスタブの電気長はおよ
そL1+L2+Gとなる。したがって、制御信号Sのオ
ン/オフにより、主線路1に装荷されるスタブの電気長
を変化させることができる。
【0025】主線路1からみたスタブのサセプタンス
は、装荷されるスタブの電気長により変化する。その一
方で、このサセプタンスにより主線路1の通過位相が変
化する。したがって、制御信号Sをオン/オフしてスタ
ブ2a,3aおよびスタブ2b,3bの高周波接続を制
御することにより、主線路1を伝搬する高周波信号RF
の移相量を切り換えることができる。
【0026】図2は、図1に示したマイクロマシンスイ
ッチ4a,4bの第1構成例の斜視図である。ただし、
図2には、図1に示したマイクロマシンスイッチ4bを
構成するマイクロマシンスイッチ10bが記載されてい
る。まず、このマイクロマシンスイッチ10bの構成を
説明する。
【0027】図2に示すように、スタブ2b,3bは僅
かな隙間を隔てて、基板19上に形成されている。この
スタブ2b,3bの隙間の上部空間には、コンタクト1
1bがスタブ2b,3bの両方に対して接離自在となる
よう、支持手段13bにより片持ち支持されている。支
持手段13bはポスト14bとアーム15bとにより構
成されている。ポスト14bはスタブ2b,3bと離間
して、基板19上に形成されている。アーム15bはポ
スト14bの側面上部からスタブ2b,3bの隙間の上
部空間まで延在している。コンタクト11bはこのアー
ム15bの先端部下面に取り付けられている。
【0028】一方、基板19上のスタブ2b,3bの隙
間、すなわちコンタクト11bの直下には、制御電極1
2bが形成されている。この制御電極12bの厚さはス
タブ2b,3bの厚さよりも薄い。これらのコンタクト
11bと制御電極12bとによりキャパシタ構造が形成
される。この場合、制御電極12bを第1の電極、コン
タクト11bを第2の電極と定義する。以上のコンタク
ト11bと支持手段13bと制御電極12bとにより、
マイクロマシンスイッチ10bが構成される。なお、コ
ンタクト11bの下面にSiO 2 などの絶縁膜(図示せ
ず)を形成して、容量結合形のマイクロマシンスイッチ
を構成してもよい。
【0029】制御装置5が接続された第1の制御信号線
6は、第1の高周波信号阻止手段7を介して、この制御
電極12bに電気的に接続されている。なお、第1の制
御信号線6が制御電極12bではなく、コンタクト11
bと電気的に接続されるように構成してもよい。また、
図2では制御装置5が基板19上に形成された様子が示
されているが、必ずしも制御装置5は基板19上に形成
されている必要はなく、別の基板上あるいは筐体内に設
置して、ケーブル等により第1の制御信号線6に接続し
てもよい。
【0030】次に、マイクロマシンスイッチ10bの動
作を説明する。ただし、制御信号Sは正の電圧のオン/
オフからなるものとする。前述したとおり、通常時、コ
ンタクト11bはスタブ2b,3bの隙間の上部空間に
あり、コンタクト11bはスタブ2b,3bの両方と離
間しているので、スタブ2b,3bは開放されている。
【0031】このとき、制御装置5から制御電極12b
に正の電圧が印加されると、制御電極12bの表面に正
電荷が発生すると共に、制御電極12bと対向するコン
タクト11bの下面に静電誘導により負電荷が現れる。
これにより、両者間に吸引力が発生し、コンタクト11
bはスタブ2b,3b側に引き寄せられる。コンタクト
11bの長さがスタブ2b,3bの隙間よりも長いた
め、コンタクト11bはスタブ2b,3bの両方に接触
する。これにより、スタブ2b,3bがコンタクト11
bを介して高周波的に接続される。
【0032】一方、制御電極12bへの正の電圧の印加
が停止されると、制御電極12bとコンタクト11bと
の間の吸引力がなくなるので、アーム15bの復元力に
よりコンタクト11bは元の離間した位置に戻る。これ
により、スタブ2b,3bの高周波接続が開放される。
【0033】スタブ2b,3bがコンタクト11bを介
して高周波的に接続されているとき、スタブ2b,3b
に流れる高周波信号RFは、制御電極12bに影響を及
ぼす。しかし、制御電極12bに接続されている第1の
制御信号線6には第1の高周波信号阻止手段7が挿入さ
れているので、制御電極12bから第1の制御信号線6
への高周波信号RFの漏洩を抑制できる。したがって、
図30に示した従来の移相器と比較して、挿入損失を低
減できる。それと同時に、第1の制御信号線から他の線
路への電磁的結合を防止できるので、移相器が使用され
る回路の高周波特性を改善できる。
【0034】ここでは、図1に示したマイクロマシンス
イッチ4bを構成するマイクロマシンスイッチ10bを
例に説明したが、図1に示したマイクロマシンスイッチ
4aを構成するマイクロマシンスイッチ10a(図3参
照)についてもまったく同様である。すなわち、このマ
イクロマシンスイッチ10aの制御電極12aも第1の
高周波信号阻止手段7に接続されているので、スタブ2
a,3aに流れる高周波信号RFが第1の制御信号線6
へ漏洩することを抑制できる。
【0035】次に、図3〜図9を用いて、図1に示した
第1の高周波信号阻止手段7の構成例について説明す
る。まず、第1の高周波信号阻止手段7の第1構成例に
ついて説明する。図3は、この第1構成例の平面図であ
る。第1の高周波信号阻止手段7の第1構成例は、高イ
ンピーダンスλ/4線路21a,21bと低インピーダ
ンスλ/4線路22とにより構成されるフィルタ20で
ある。
【0036】高インピーダンスλ/4線路21aは、電
気長が約λ/4(λは高周波信号RFの波長)であり、
スタブ2a,3aよりも大きな特性インピーダンスを有
している。高インピーダンスλ/4線路21bも同様
に、電気長が約λ/4であり、スタブ2b,3bよりも
大きな特性インピーダンスを有している。また、低イン
ピーダンスλ/4線路22は、電気長が約λ/4であ
り、高インピーダンスλ/4線路21a,21bのいず
れよりも小さな特性インピーダンスを有している。例え
ばスタブ2a,3a,2b,3bの特性が一般的な50
Ωであれば、高インピーダンスλ/4線路21a,21
bの特性インピーダンスは概ね70〜200Ω程度、低
インピーダンスλ/4線路22の特性インピーダンスは
概ね20〜40Ω程度であることが望ましい。
【0037】高インピーダンスλ/4線路21aの一端
はマイクロマシンスイッチ10aの制御電極12aに接
続され、他端は低インピーダンスλ/4線路22の一端
に接続される。高インピーダンスλ/4線路21bの一
端はマイクロマシンスイッチ10bの制御電極12bに
接続され、他端は低インピーダンスλ/4線路22の一
端に接続される。また、低インピーダンスλ/4線路2
2の他端は開放されている。さらに、高インピーダンス
λ/4線路21a,21bの他端(すなわち、線路21
a,21bと線路22との接続点23)には、高インピ
ーダンスの第1の制御信号線6が接続される。したがっ
て、第1の制御信号線6は、高インピーダンスλ/4線
路21a,21bを介して、マイクロマシンスイッチ1
0a,10bに電気的に接続される。
【0038】以下、このフィルタ20の動作原理を簡単
に説明する。上述したように、低インピーダンスλ/4
線路22の他端は開放されている。このため、この他端
よりλ/4経た接続点23から低インピーダンスλ/4
線路22側をみたときのインピーダンスは0Ωとなるの
で、接続点23で高周波的に接地されている状態と等価
となる。したがって、この接続点23に第1の制御信号
線6を並列に接続しても、接続点23でのインピーダン
スは0Ωのままであり、高周波の振る舞いに影響を与え
ない。
【0039】さらに、マイクロマシンスイッチ10a,
10bの制御電極12a,12bはそれぞれ接続点23
から電気長λ/4の高インピーダンスλ/4線路21
a,21bを経て接続されているので、制御電極12
a,12bからフィルタ20側をみたときのインピーダ
ンスは無限大(∞Ω)となる。したがって、制御電極1
2a,12bからフィルタ20側には高周波は流れない
ので、高周波的にはフィルタ20と第1の制御信号線6
とがない状態と等価となる。ここで説明したフィルタ2
0の構成は、一般にバイアスティーと呼ばれているが、
特定の周波数帯のみ遮断するので、一種の帯域阻止フィ
ルタとして動作する。
【0040】次に、第1の高周波信号阻止手段7の第2
構成例について説明する。図4は、この第2構成例を示
す図であり、図4(A)はブロック図、図4(B)は平
面図である。第1の高周波信号阻止手段7の第2構成例
は、高インピーダンスλ/4線路31a,31bと、キ
ャパシタ32と、高周波的な接地33とにより構成され
るフィルタ30である。
【0041】図4(A)に示すように、高インピーダン
スλ/4線路31aの一端はマイクロマシンスイッチ1
0aの制御電極12aに接続され、他端はキャパシタ3
2の一方の電極に接続される。高インピーダンスλ/4
線路31bの一端はマイクロマシンスイッチ10bの制
御電極12bに接続され、他端はキャパシタ32の一方
の電極に接続される。また、このキャパシタ32の他方
の電極は接地33に接続される。さらに、高インピーダ
ンスλ/4線路31a,31bが接続されるキャパシタ
32の一方の電極には、第1の制御信号線6が接続され
る。したがって、第1の制御信号線6は、高インピーダ
ンスλ/4線路31a,31bを介して、マイクロマシ
ンスイッチ10a,10bに電気的に接続される。
【0042】キャパシタ32は、図4(B)に示すよう
に、前記一方の電極となる電極34と、前記他方の電極
となる高周波的に接地された電極33aと、電極34,
33a間に介挿された絶縁膜35とにより構成できる。
高インピーダンスλ/4線路31a,31bの特性はそ
れぞれ、図3に示した高インピーダンスλ/4線路21
a,21bと同様に決められる。
【0043】以下、このフィルタ30の動作原理を簡単
に説明する。キャパシタ32は十分な容量を有している
ので、高インピーダンスλ/4線路31a,31bとキ
ャパシタ32との接続点は高周波的に接地されているの
と等価となり、インピーダンスは0Ωとなる。したがっ
て、図3の場合と同様、この接続点に第1の制御信号線
6をさらに接続しても、高周波的には影響がない。
【0044】さらに、マイクロマシンスイッチ10a,
10bの制御電極12a,12bはそれぞれキャパシタ
32から電気長λ/4の高インピーダンスλ/4線路3
1a,31bを経て接続されているので、制御電極12
a,12bからフィルタ30側をみたときのインピーダ
ンスは無限大(∞Ω)、つまり制御電極12a,12b
からフィルタ30側に高周波信号RFが流れない状態と
なる。ここで説明したフィルタ30もバイアスティーの
一種であり、帯域阻止フィルタとして動作する。
【0045】次に、第1の高周波信号阻止手段7の第3
構成例について説明する。図5は、この第3構成例を示
すブロック図である。また、図6および図7は、第3構
成例の具体例を示す平面図である。第1の高周波信号阻
止手段7の第3構成例は、インダクタンス素子からなる
フィルタ40である。例えば、図6に示すスパイラルイ
ンダクタ41、および図7に示すミアンダラインインダ
クタ42などを使用できる。これら誘導性の回路素子
は、直流〜低周波数では低インピーダンスであるが、高
周波数では高インピーダンスを示すので、低域通過フィ
ルタとして動作する。ただし、カットオフ周波数は、高
周波信号RFの周波数よりも低く設定される。
【0046】このような分布定数素子だけでなく、コイ
ルなどの集中定数素子を外付けして利用してもよい。な
お、低域通過フィルタとしては、特性インピーダンスの
異なる線路を多段縦続接続して構成したフィルタなど、
他のタイプのフィルタも利用できる。
【0047】次に、第1の高周波信号阻止手段7の第4
構成例について説明する。図8および図9は、この第4
構成例の平面図である。第1の高周波信号阻止手段7の
第4構成例は、高抵抗素子51a,51bである。図8
に示すように、第1の制御信号線6は途中で二分岐し
て、マイクロマシンスイッチ10a,10bの制御電極
12a,12bのそれぞれと接続されている。高抵抗素
子51a,51bはそれぞれ、制御電極12a,12b
の近傍で、第1の制御信号線6に直列に挿入される。
【0048】抵抗素子51aのインピーダンスの値は、
スタブ2a,3aの特性インピーダンスの2倍以上であ
ればよいが、概ね20倍以上に設定されることが望まし
い。すなわち、スタブ2a,3aの特性が一般的な50
Ωであれば、抵抗素子51のインピーダンスは概ね1k
Ω以上に決められる。このように抵抗素子51aのイン
ピーダンスを決めれば、スタブ2a,3aから第1の制
御信号線6側をみたインピーダンスが大きくなるので、
第1の制御信号線6への高周波信号RFの漏洩を抑制で
きる。抵抗素子51bのインピーダンスの値について
も、スタブ2b,3bの特性インピーダンスに基づいて
同様に決められる。
【0049】抵抗素子51a,51bの作成には、例え
ば真空蒸着またはスパッタリングにより薄膜抵抗素子を
形成する方法、半導体n層またはn+ 層を流用する方法
などを利用できる。図3〜図5に示したフィルタ20,
30,40を形成するには大面積を必要とするため、第
1の高周波信号阻止手段7としてフィルタ20,30,
40を利用すると、移相器が大型化してしまう。これに
対して、図8に示した高抵抗素子51a,51bは大面
積を必要としないので、高抵抗素子51a,51bを利
用することにより、移相器を大型化することなく、高周
波信号RFの漏洩を防止できる。
【0050】なお、図9に示すように、抵抗素子51
a,51bを第1の制御信号線6に並列に接続(つま
り、抵抗素子51の一端を第1の制御信号線6に接続す
ると共に、他端を開放)しても、共振の発生防止には有
効である。
【0051】(第2の実施の形態)図10は、本発明の
第2の実施の形態の構成を示すブロック図である。この
図において、図1と同一部分を同一符号をもって示し、
適宜その説明を省略する。図10に示した移相器は、図
1に示した移相器において、マイクロマシンスイッチ4
a,4bにそれぞれ含まれるコンタクトを、第2の高周
波信号阻止手段7a,7bが挿入された第2の制御信号
線6a,6bにより接地5aに接続したものである。こ
こで、第2の高周波信号阻止手段7a,7bは、第1の
高周波信号阻止手段7と同じく、高周波信号RFの通過
を阻止するものである。
【0052】図11は、図10に示した移相器の一構成
例の平面図である。この図において、図3と同一部分を
同一符号をもって示し、適宜その説明を省略する。図1
1に示す移相器では、第2の高周波信号阻止手段7a,
7bとして、フィルタ20と同じ原理のフィルタ20
a,20bがそれぞれ用いられている。
【0053】フィルタ20aは、高インピーダンスλ/
4線路21aaと低インピーダンスλ/4線路22aと
から構成されている。高インピーダンスλ/4線路21
aaの一端はマイクロマシンスイッチ10aの支持手段
13aに接続され、他端は低インピーダンスλ/4線路
22aの一端に接続されている。低インピーダンスλ/
4線路22aの他端は開放されている。さらに、高イン
ピーダンスλ/4線路21aaの他端には、接地5aに
接続された第2の制御信号線6aが接続されている。高
インピーダンスλ/4線路21aaは、高インピーダン
スλ/4線路21aと同様の構成をしており、低インピ
ーダンスλ/4線路22aは、低インピーダンスλ/4
線路22と同様の構成をしている。
【0054】フィルタ20bもフィルタ20aと同様
に、高インピーダンスλ/4線路21bbと低インピー
ダンスλ/4線路22bとから構成されている。ただ
し、ここでは、支持手段13a,13bは導電性を有す
る部材、すなわち導体または半導体で形成される。これ
により、マイクロマシンスイッチ10a,10bのコン
タクト11a,11bはそれぞれ、支持手段13a,1
3b、フィルタ20a,20bおよび第2の制御信号線
6a,6bを介して接地される。
【0055】このようにしてコンタクト11a,11b
を接地することにより、制御電極12a,12bへの制
御信号Sの印加開始時にはコンタクト11a,11bに
静電誘導により発生する電荷を素早く充電でき、制御信
号Sの印加停止時には蓄積された電荷を素早く放電でき
る。したがって、マイクロマシンスイッチ10a,10
bのスイッチング動作が安定すると共に、スイッチング
速度が速くなる。これにより、移相器の移相量の切り換
えを確実に、しかも迅速に行える。
【0056】このとき、高周波信号RFの通過を阻止す
るフィルタ20a,20bが第2の制御信号線6a,6
bにそれぞれ接続されているので、スタブ2a,3aお
よびスタブ2b,3bから第2の制御信号線6a,6b
への高周波信号RFの漏洩を抑制できる。したがって、
挿入損失の増加や高周波特性の劣化といった問題は生じ
ない。
【0057】なお、コンタクト11a,11bと制御信
号線6a,6bとは必ずしもそれぞれ直流的に導通して
いる必要はなく、その間にキャパシタが接続されていて
も容量が十分大きければ、前述した充放電の効果が得ら
れる。
【0058】第2の高周波信号阻止手段7a,7bに
は、フィルタ20a,20bのほか、図4〜図7に示し
たフィルタ30,40、および図8,9に示した抵抗素
子51a,51bを利用できる。もちろん、第1の高周
波信号阻止手段7の構成と第2の高周波信号阻止手段7
a,7bの構成とがすべて異なる組合わせであってもよ
い。ただし、第1,第2の高周波信号阻止手段7,7
a,7bをすべてフィルタ30で構成すれば、第1,第
2の高周波信号阻止手段7,7a,7bの構成を簡略化
できる。図12は、第1,第2の高周波信号阻止手段
7,7a,7bのすべてをフィルタ30で構成したとき
の移相器の構成図であり、図12(A)はブロック図、
図12(B)は平面図である。この図において、図4と
同一部分を同一符号をもって示し、適宜その説明を省略
する。
【0059】この移相器は、図12(B)に示すよう
に、図4(B)に示したマイクロマシンスイッチ10
a,10bの支持手段13a,13bをそれぞれ高イン
ピーダンスλ/4線路31aa,31bbで接地電極3
3aに接続するだけで構成できる。ここで、高インピー
ダンスλ/4線路31aa,31bbはそれぞれ、制御
電極12a,12bと電極34とをそれぞれ接続する高
インピーダンスλ/4線路31a,31bと同様の構成
をしている。
【0060】図12(A)において、高インピーダンス
λ/4線路(第1の高インピーダンス線路)31a,3
1bと、キャパシタ32と、接地33とにより第1の高
周波信号阻止手段7が構成される。また、高インピーダ
ンスλ/4線路(第2の高インピーダンス線路)31a
aを接地33に接続することにより、第2の高周波信号
阻止手段7aが構成され、高インピーダンスλ/4線路
(第2の高インピーダンス線路)31bbを接地33に
接続することにより、第2の高周波信号阻止手段7bが
構成される。このように第1,第2の高周波信号阻止手
段7,7a,7bの間で構成部品を共用することによ
り、移相器を小型化できる。
【0061】(第3の実施の形態)図13は、本発明の
第3の実施の形態の構成を示すブロック図である。この
図において、図1および図10と同一部分を同一符号を
もって示し、適宜その説明を省略する。図13に示した
移相器は、図1に示した移相器において、マイクロマシ
ンスイッチ4a,4bにそれぞれ含まれるコンタクト
を、第2の高周波信号阻止手段7a,7bが挿入された
第2の制御信号線6a,6bにより定電圧源5bに接続
したものである。
【0062】定電圧源5bの出力電圧は、制御装置5か
ら出力される制御信号Sと逆の極性を有している。すな
わち、制御信号Sが正電圧のオン/オフからなる場合、
定電圧源5bからは負の定電圧が出力される。ただし、
マイクロマシンスイッチ4a,4bは制御信号Sに基づ
いて動作しなければならないので、定電圧源5bの出力
電圧はそれ単独ではマイクロマシンスイッチ4a,4b
が動作しない程度の電圧に設定される。図1で40Vの
制御信号Sで動作するように設計されたマイクロマシン
スイッチ4a,4bに対しては、定電圧源5bの出力電
圧を例えば−20V程度とする。
【0063】このように、マイクロマシンスイッチ4
a,4bそれぞれのコンタクトに予め所定の電圧をかけ
ておけば、制御信号Sの電圧の大きさを小さくできる。
上記の例では、制御信号Sとして20VのON/OFF
信号を印加すれば、マイクロマシンスイッチ4a,4b
を動作させることができる。制御信号Sとして大きい電
圧を印加すると、サージが発生したり、電圧の高速変化
に基づくノイズが顕著になる場合がある。しかし、図1
3に示した移相器では、制御信号Sの電圧の大きさを小
さくできるので、このような問題を解決できる。
【0064】なお、図13に示した移相器では、図10
に示した移相器と同様に、第2の制御信号線6a,6b
に、高周波信号RFの通過を阻止する第2の高周波信号
阻止手段7a,7bがそれぞれ接続されているので、移
相器の挿入損失の増加や高周波特性の劣化といった問題
は生じない。
【0065】(第4の実施の形態)以上では、図2に示
したマイクロマシンスイッチ10a,10bを用いて本
発明を適用した移相器を構成する例を示した。しかし、
本発明は第1の制御信号線6または第2の制御信号線6
a,6bに高周波信号阻止手段を挿入することを特徴と
するものであり、図1におけるマイクロマシンスイッチ
4a,4bは図2の構成に限定されない。図14は、マ
イクロマシンスイッチ4a,4bの第2構成例を用い
て、本発明を適用した移相器を構成したときの平面図で
ある。この移相器では、マイクロマシンスイッチ4a,
4bの第2構成例であるマイクロマシンスイッチ60
a,60bが用いられている。
【0066】以下、図15および図16を用いて、マイ
クロマシンスイッチ60bについて説明する。図15
は、マイクロマシンスイッチ60bを拡大して示す平面
図である。また、図16は、マイクロマシンスイッチ6
0bの断面図であり、図16(A)は図15におけるA
−A′線方向の断面、図16(B)は同B−B′線方向
の断面、図16(C)は同C−C′線方向の断面をそれ
ぞれ示している。
【0067】スタブ2b,3bは僅かな隙間を隔てて、
基板19上に形成されている。このスタブ2b,3bの
隙間の上部空間には、コンタクト61がスタブ2b,3
bの両方と接離自在となるよう、支持手段により片持ち
支持されている。支持手段はポスト63aとアーム63
bと絶縁部材63cとにより構成されている。ポスト6
3aはスタブ2b,3bと離間して、基板19上に形成
されている。アーム63bはポスト63aの側面上部か
ら、後述する下部電極62の上方までのびており、アー
ム63bの先端部下面に絶縁部材63cの基部が固定さ
れている。この絶縁部材63cはアーム63bの先端部
下面からスタブ2b,3bの隙間の上方まで延在してお
り、この絶縁部材63cの先端部下面にコンタクト61
が取り付けられている。また、絶縁部材63cの先端部
上面に補強部材64が取り付けられている。
【0068】さらに、スタブ2b,3bの隙間とポスト
63aとの間(すなわち、図15に示すように、スタブ
2b,3b自体およびその隙間の両方と離間した位置)
の基板19上に、下部電極62が形成されている。そし
て、下部電極62と離間して対向するように、上部電極
61aが絶縁部材63cの基部下面に取り付けられてい
る。上部・下部電極61a,62の厚みは、コンタクト
61がスタブ2b,3bの両方に接触したときでも、上
部・下部電極61a,62が接触しないように設定され
る。これらの上部・下部電極61a,62によりキャパ
シタ構造が形成される。この場合、下部電極62を第1
の電極、上部電極61aを第2の電極と定義する。以上
のコンタクト61と、支持手段と、補強部材64と、下
部電極62と、上部電極61aとにより、マイクロマシ
ンスイッチ61bが構成される。
【0069】制御信号Sを印加する第1の制御信号線6
は下部電極62に接続されており、高周波信号RFの通
過を阻止する第1の高周波信号阻止手段7はこの第1の
制御信号線6に接続される。図15および図16では第
1の高周波信号阻止手段7として抵抗素子51bが例示
されているが、第1の高周波信号阻止手段7としてフィ
ルタ20,30,40も使用可能である。
【0070】このような構成において、下部電極62に
制御信号として電圧が印加されると、図2に示したマイ
クロマシンスイッチ10bと同じ原理で下部電極62と
上部電極61aとの間に吸引力が発生し、上部電極61
aが下部電極62側に引き寄せられる。コンタクト61
は、絶縁部材63cにより上部電極61aと連結されて
いるので、上部電極61aに連動して変位する。そし
て、コンタクト61がスタブ2b,3bの両方に接触す
ると、スタブ2b,3bが高周波的に接続される。
【0071】一方、下部電極62への電圧の印加が停止
されると、上部・下部電極61a,62間の吸引力がな
くなるので、上部電極61aが元の位置に戻る。これに
連動してコンタクト61も元の離間した位置に戻り、ス
タブ2b,3bの高周波接続が開放される。
【0072】また、図15に示すように、第2の制御信
号線6bをポスト63aに接続して、下部電極62に制
御信号Sを印加したとき静電誘導により上部電極61a
に発生する電荷を第2の制御信号線6bを介して充放電
するようにしてもよい。このとき、ポスト63aおよび
アーム63bは導電性を有している必要がある。また、
上部電極61aをこのアーム63bに電気的に接続する
ため、図16(B),(C)に示すように上部電極61
aとアーム63bとの間にビアホール63dを形成す
る、または上部電極61aをアーム63bの先端部上面
に配置してもよい。
【0073】さらに、第2の制御信号線6bには第2の
高周波信号阻止手段7bが接続される。この第2の高周
波信号阻止手段7bとしては、例示されている抵抗素子
51bbのほか、フィルタ20,30,40も使用可能
である。
【0074】なお、図15および図16では制御信号S
が下部電極62に与えられているが、制御信号Sが上部
電極61aに与えられるように構成してもよい。この場
合、第1の制御信号線6はポスト63aに接続される。
ポスト63aおよびアーム63bは導電性を有している
必要がある。このとき、静電誘導により下部電極62に
発生する電荷の充放電を行う第2の制御信号線6bを、
下部電極62に接続するようにしてもよい。図14に示
したマイクロマシンスイッチ60aも、マイクロマシン
スイッチ60bとまったく同様に構成される。
【0075】(第5の実施の形態)図17は、マイクロ
マシンスイッチ4a,4bの第3構成例を用いて、本発
明発明を適用した移相器を構成したときの平面図であ
る。この図において、図3と同一部分を同一符号をもっ
て示し、適宜その説明を省略する。この移相器では、マ
イクロマシンスイッチ4a,4bの第3構成例であるマ
イクロマシンスイッチ70a,70bが用いられてい
る。図18は、マイクロマシンスイッチ70bの断面図
であり、図17におけるD−D′線方向の断面を示して
いる。以下、マイクロマシンスイッチ70bについて説
明する。
【0076】スタブ2b,3bは僅かな隙間を隔てて、
基板19上に形成されている。スタブ3bの端部には、
導電性部材からなるポスト75が形成されている。さら
にポスト75の上面には、やはり導電性部材からなるコ
ンタクト71の基部(一端)が固定されている。このコ
ンタクト71は、ポスト75の上面から隙間を跨いでス
タブ2b端部の上方まで延在しており、コンタクト71
の先端部(他端)はスタブ2bの端部と接離自在となっ
ている。
【0077】また、基板19上のスタブ2b,3bの隙
間、すなわちコンタクト71の直下には、制御電極72
が形成されている。これらのコンタクト71と制御電極
72とによりキャパシタ構造が形成される。この場合、
制御電極72を第1の電極、コンタクト71を第2の電
極と定義する。以上のポスト75とコンタクト71と制
御電極72とにより、マイクロマシンスイッチ70bが
構成される。したがって、図2および図14のような複
雑な形状のコンタクト支持手段が不要である。したがっ
て、マイクロマシンスイッチの構成を簡素化できる。
【0078】制御電極72には、高周波信号RFの通過
を阻止する第1の高周波信号阻止手段7を介して、制御
信号Sを印加する第1の制御信号線6が接続されてい
る。図17では第1の高周波信号阻止手段7としてフィ
ルタ20が例示されているが、第1の高周波信号阻止手
段7としてフィルタ30,40および高抵抗素子51
a,51bも使用可能である。
【0079】このような構成において、制御電極72に
制御信号Sとして電圧が印加されると、図2に示したマ
イクロマシンスイッチ10bと同じ原理で、制御電極7
2とコンタクト71との間に吸引力が発生する。この吸
引力によりコンタクト71が基板19側に湾曲して、コ
ンタクト71の先端がスタブ2bの端部と接触すると、
スタブ2b,3bが高周波的に接続される。一方、制御
電極72への電圧の印加が停止されると、吸引力がなく
なるので、コンタクト71は元の離間した位置に戻る。
これにより、スタブ2b,3bの高周波接続が開放され
る。
【0080】また、図示しないが第2の制御信号線6b
をスタブ3bに接続して、制御電極72に制御信号Sを
印加したとき静電誘導によりコンタクト71に発生する
電荷を第2の制御信号線6bを介して充放電するように
してもよい。このとき、第2の制御信号線6bには第2
の高周波信号阻止手段7bが接続される。この第2の高
周波信号阻止手段7bとしては、フィルタ20,30,
40および高抵抗素子51bを使用できる。図17に示
したマイクロマシンスイッチ70aも、マイクロマシン
スイッチ70bとまったく同様に構成される。
【0081】(第6の実施の形態)図19は、マイクロ
マシンスイッチ4a,4bの第4構成例を用いて、本発
明発明を適用した移相器を構成したときの図であり、図
19(A)は回路図、図19(B)は平面図である。ま
た、図20は、この移相器の断面図であり、図19にお
けるE−E′線方向の断面を示している。
【0082】図19に示すように、高周波信号RFが伝
搬する主線路1は、線路1a,1b,1cにより構成さ
れる。ただし、線路1bの両端にはそれぞれキャパシタ
86a,86bが形成されており、線路1aと線路1b
とはキャパシタ86aを介して、また線路1bと線路1
cとはキャパシタ86bを介して、それぞれ高周波的に
接続されている。キャパシタ86bは、例えば図19
(B)に示すように、線路1bと線路1cとを上下に重
ね合わせ、その間にSiO2 などの絶縁膜87bを介挿
することにより構成される。キャパシタ86aも同様
に、線路1aと線路1bとの間に絶縁膜87aを介挿す
ることにより構成される。
【0083】これらのキャパシタ86a,86bは、線
路1a,1cに接続された他のマイクロ波回路(図示せ
ず)を線路1bから直流的に絶縁するためのものであ
る。したがって、線路1a,1cに接続された他のマイ
クロ波回路に含まれる結合コンデンサなどを、キャパシ
タ86a,86bの代わりとして利用してもよい。図1
9に示すように、主線路1の一部である線路1bに、2
本のスタブ2a,2bが接続されている。さらに、別の
2本のスタブ3a,3bが、スタブ2a,2bの先端と
離間して配置されいている。
【0084】図20を用いて、スタブ2b,3b側の構
成を説明する。スタブ3bの端部(スタブ2b側端部)
には、導電性部材を含むポスト85bが形成されてい
る。さらにポスト85bの上面にはコンタクト81bの
基部が固定されている。このコンタクト81bは、ポス
ト85bの上面から隙間を跨いでスタブ2aの先端部の
上方まで延在している。コンタクト81bは、導電性を
有し、かつ一度湾曲しても元の形状に復元するような材
料で形成される。これらのコンタクト81bとスタブ2
bとによりキャパシタ構造が形成される。この場合、ス
タブ2bを第1の電極、コンタクト81bを第2の電極
と定義する。
【0085】コンタクト81bの先端部下面、すなわち
スタブ2aと対向する部分には、SiO2 などの絶縁膜
81bbが形成されている。コンタクト81bはポスト
85bにより所定の高さを与えられており、コンタクト
81bに取り付けられた絶縁膜81bbは通常(オフ
時)、スタブ2bと離間している。逆に言えば、絶縁膜
81bbとスタブ2bとが通常離間するように、ポスト
85bの高さが決められる。
【0086】絶縁膜81bbは、スタブ2b,3bの接
続時(オン時)に、キャパシタ86a,86bと共に、
スタブ2bの電圧値を後述する制御信号Sの電圧値に保
持するためのものである。したがって、絶縁膜81bb
はスタブ2bの先端部上面に形成されてもよい。このと
き、スタブ2bの電圧値が制御信号Sの電圧値に完全一
致している必要はなく、制御信号Sに基づいてスイッチ
ング動作できる程度にスタブ2bの電圧値が保持されれ
ばよい。
【0087】また、図20ではコンタクト81bのスタ
ブ3b側が固定された構造となっているが、これとは逆
にコンタクト81bのスタブ2b側が固定された構造と
なっていてもよい。以上、スタブ2b,3b側の構成を
説明したが、スタブ2a,3a側にも同様に、コンタク
ト81a、ポスト85aおよび絶縁膜81aa(ただ
し、ポスト85aおよび絶縁膜81aaについては、図
示せず)が形成されている。
【0088】この構成において、主線路1の一部である
線路1bとスタブ2a,2bとを合わせて第1の分布定
数線路と呼び、スタブ3a,3bを合わせて第2の分布
定数線路と呼ぶ。また、ここで言う第1の分布定数線路
と、コンタクト81a,81bと、ポスト85a,85
bと、絶縁膜81aa,81bbと、キャパシタ86
a,86bとによりマイクロマシンスイッチ80が構成
される。
【0089】制御信号Sを印加する第1の制御信号線6
は、高周波信号RFの通過を阻止する第1の高周波信号
阻止手段7を介して、線路1bに接続されている。図1
9では第1の高周波信号阻止手段7としてフィルタ20
と同様のフィルタ20′が例示されているが、第1の高
周波信号阻止手段7としてフィルタ30,40、抵抗素
子51aも使用可能である。
【0090】次に、図19に示したマイクロマシンスイ
ッチ80の動作を説明する。なお、説明の都合上、スタ
ブ2b,3b側の符号を挙げて説明するが、スタブ2
a,3a側も同時に同じ動作を行うことを断っておく。
【0091】前述したとおり、通常時、コンタクト81
b先端の絶縁膜81bbはスタブ2bと離間しているの
で、スタブ2b,3bの高周波接続は開放されている。
このとき、第1の制御信号線6からフィルタ20′を介
して線路1bに正の電圧が印加されると、線路1bに接
続されたスタブ2bの表面に正電荷が発生する。これに
より、図2に示したマイクロマシンスイッチ10a,1
0bと同じ原理で、スタブ2bとコンタクト81bとの
対向部分に吸引力が発生する。この吸引力によりコンタ
クト81bは基板19側に湾曲して、コンタクト81b
の先端部に形成された絶縁膜81bbがスタブ2bと接
触すると、容量結合によりスタブ2bとスタブ3bとが
高周波的に接続される。
【0092】このとき、キャパシタ86a,86bによ
り線路1bは線路1a,1c、さらには線路1a,1c
に接続された他のマイクロ波回路(図示せず)と直流な
いし低周波的に絶縁されている。このため、線路1bに
与えられた制御信号Sが他のマイクロ波回路へ漏れるこ
とはなく、他のマイクロ波回路に悪影響を与えることは
ない。これと同時に、キャパシタ86a,86bおよび
絶縁膜81bbに囲まれた線路1bおよびスタブ2bの
直流電圧値は保持される。
【0093】一方、線路1bへの電圧の印加が停止され
ると、スタブ2bとコンタクト81bとの間の吸引力が
なくなる。このため、コンタクト81bは元の形状に戻
るので、再び絶縁膜81bbはスタブ2bと離間する。
これにより、スタブ2b,3bの高周波接続が開放され
る。図19の構成では図17と同様に複雑な形状のコン
タクト支持手段が不要なので、マイクロマシンスイッチ
の構成を簡素化できる。
【0094】また、図示しないが、第2の制御信号線6
a,6bをスタブ3a,3bにそれぞれ接続して、スタ
ブ2a,2bに制御信号Sを印加したとき静電誘導によ
りコンタクト81a,81bに発生する電荷を第2の制
御信号線6a,6bを介して充放電するようにしてもよ
い。このとき、第2の制御信号線6a,6bには第2の
高周波信号阻止手段7a,7bが接続される。
【0095】(第7の実施の形態)以上では、本発明に
より図1に示したタイプのローデッドライン形移相器を
構成する場合を説明したが、本発明により異なるタイプ
の移相器も構成できる。図21は、本発明により図1と
は異なるタイプのローデッドライン形移相器を構成した
ときのブロック図である。この図において、図1と同一
部分を同一符号をもって示し、適宜その説明を省略す
る。これら2つの移相器の構成上の相違点は、図1に示
した移相器がスタブ2a,2bとスタブ3a,3bとの
接続/開放を切り換えるのに対して、図21に示した移
相器はスタブ2a,2bと接地8との接続/開放を切り
換えるところにある。
【0096】スタブ2a,2bが接地8に高周波的に接
続/開放されると、主線路1からスタブ2a,2b側を
みたサセプタンスが変化する。したがって、図1に示し
た移相器で説明したのと同じ理由から、制御信号Sをオ
ン/オフしてスタブ2a,2bと接地8との高周波接続
を制御することにより、主線路1を伝搬する高周波信号
RFの移相量を切り換えることができる。
【0097】図22は、図21に示した移相器の一構成
例を示す平面図である。これは、マイクロマシンスイッ
チ4a,4bとしてマイクロマシンスイッチ10a,1
0bが使用され、第1の高周波信号阻止手段7として図
12と同様に構成したフィルタ30が使用された例であ
る。ただし、マイクロマシンスイッチ10a,10bの
支持手段13a,13bはそれぞれ第2の制御信号線6
a,6bにより高周波的に接地された電極8aに接続さ
れている。なお、本発明では、この電極8aを電位が0
(ゼロ)の分布定数線路と定義して、前記第2の分布定
数線路に含めることとする。
【0098】(第8の実施の形態)以上では、本発明を
ローデッドライン形の移相器に適用した場合の諸形態を
説明した。しかし、本発明はこれに限定されるものでは
なく、例えばスイッチドライン形および反射形など、他
のタイプの移相器に適用することもできる。ここでは、
本発明をスイッチドライン形の移相器に適用した形態
(第8の実施の形態)を説明する。図23は、この形態
の構成を示すブロック図である。
【0099】図23に示すように、高周波信号RFが伝
搬する主線路(第1の分布定数線路)1には寸断箇所が
あり、この主線路1は互いに離間して配置された2本の
線路1e,1dにより構成されている。そして、これら
の線路1d,1eの両方と各々僅かな隙間を隔てて、2
本の切換線路(第2の分布定数線路)2d,2eが配置
されている。これらの切換線路2d,2eは、互いに異
なる電気長を有している。
【0100】線路1d,1eと切換線路2d,2eとの
間の4カ所の隙間にはそれぞれマイクロマシンスイッチ
4d,4e,4f,4gが配置されている。より具体的
には、線路1dと切換線路2dとの隙間にはマイクロマ
シンスイッチ4dが配置され、線路1eと切換線路2d
との隙間にはマイクロマシンスイッチ4eが配置され、
線路1dと切換線路2eとの隙間にはマイクロマシンス
イッチ4fが配置され、線路1eと切換線路2eとの隙
間にはマイクロマシンスイッチ4gが配置されている。
これらのマイクロマシンスイッチ4d〜4gは、図1に
示したマイクロマシンスイッチ4a,4bと同様に構成
できる。
【0101】一方、制御装置5dは、第1の高周波信号
阻止手段7dが接続された制御信号線6dを介してマイ
クロマシンスイッチ4d,4eに接続されており、マイ
クロマシンスイッチ4d,4eに対して制御信号Sを印
加する。さらに、制御装置5eは、第1の高周波信号阻
止手段7eが接続された制御信号線6eを介してマイク
ロマシンスイッチ4f,4gに接続されており、マイク
ロマシンスイッチ4f,4gに対して制御信号S(バ
ー)を印加する。ここで、制御信号S,S(バー)は相
補な2信号である。制御信号線6d,6eにより第1の
制御信号線が構成される。これらの第1の高周波信号阻
止手段7d,7eは共に、図1に示した高周波信号阻止
手段7と同様に構成できる。
【0102】次に、図23に示した移相器の動作を簡単
に説明する。上述したように、制御信号S,S(バー)
は相補であるので、制御信号Sの印加されるマイクロマ
シンスイッチ4d,4eがオンであるとき、制御信号S
(バー)の印加されるマイクロマシンスイッチ4f,4
gはオフとなり、その逆に、マイクロマシンスイッチ4
d,4eがオフであるとき、マイクロマシンスイッチ4
f,4gはオンとなる。
【0103】したがって、制御信号S,S(バー)によ
り、主線路1を構成する線路1d,1eの両方を高周波
的に接続する切換線路2d,2eを切り換えることがで
きる。前述したように、切換線路2d,2eは互いに電
気長が異なっているので、主線路1を構成する線路1
d,1eの両方を接続する切換線路2d,2eを切り換
えることにより、線路1dと線路1eとの間の実効的な
電気長を変化させることができる。したがって、主線路
1を伝搬する高周波信号RFの移相量を切り換えること
ができる。
【0104】図24は、図23に示した移相器の一構成
例を示す平面図である。ここでは、マイクロマシンスイ
ッチ4d〜4gとして、マイクロマシンスイッチ10
a,10bと同様に構成されるマイクロマシンスイッチ
10d,10e,10f,10gが使用されている。ま
た、第1の高周波信号阻止手段7d,7eとして、高抵
抗素子51a,51bと同様に構成される高抵抗素子5
1d,51e,51f,51gが使用されている。
【0105】(第9の実施の形態)以上、第1〜第8の
実施の形態で示した移相器により、1ビットのディジタ
ル移相器を実現できる。互いに移相量の異なるこれらの
移相器を縦続接続することにより、2ビット以上のディ
ジタル移相器を構成できる。図25は、2個の移相器を
縦続接続したときの一構成例を示す平面図である。図2
5で縦続接続されている移相器9−1,9−2は共に、
図3に示した移相器である。ただし、移相器9−1,9
−2の移相量はそれぞれ異なっている。
【0106】フィルタ20に含まれる低インピーダンス
λ/4線路22は比較的大面積を必要とする。そこで、
移相器9−1の低インピーダンスλ/4線路22−1お
よび移相器9−2の低インピーダンスλ/4線路22−
2を多層化し、低インピーダンスλ/4線路22−1,
22−2の間にSiO2 などの絶縁膜25を介挿する。
これにより、2個の低インピーダンスλ/4線路22−
1,22−2の占有する面積を小さくできる。また、各
低インピーダンスλ/4線路22−1,22−2は絶縁
膜25により直流的に絶縁されているので、第1の制御
信号線6−1,6−2から移相器9−1,9−2にそれ
ぞれ与えられる制御信号S1,S2が混信することはな
い。なお、図25において、21a−1,21b−1,
21a−2,21b−2は高インピーダンスλ/4線路
である。
【0107】(第10の実施の形態)本発明では、他の
配線と共に移相器を基板19上に形成してもよいし、移
相器の構成の一部または全部をチップ化してこれを基板
19に搭載・実装することによりマイクロ波回路(また
はミリ波回路)を形成してもよい。ここでチップ化と
は、単位回路を半導体プロセスなどにより別基板上に多
数一括形成して単位回路ごとに切り出し、さらに基板に
搭載・実装するための加工を施すことをいう。
【0108】図26は、マイクロマシンスイッチをチッ
プ化したものを基板19に実装して図3に示した移相器
を形成したときの平面図である。図26に示すように、
スタブ2a,3aの端部2aa,3aaとマイクロマシ
ンスイッチ10aとがチップ化されてチップ90aが形
成され、スタブ2b,3bの端部2bb,3bbとマイ
クロマシンスイッチ10bとがチップ化されてチップ9
0bが形成されている。一方、予め基板19上には、主
線路1と、スタブ2a,2b,3a,3bの端部2a
a,2bb,3aa,3bbを除く部分と、高インピー
ダンスλ/4線路21a,21bと、低インピーダンス
λ/4線路22と、第1の制御信号線6とが配線されて
いる。
【0109】この基板19に上記したチップ90a,9
0bとを実装することにより、図3に示した移相器と同
等の機能を実現できる。このように移相器をチップ化す
ることにより、チップ90a,90b単体の不良検査を
実施できるので、移相器が使用される回路全体の歩留ま
りを向上できるという利点がある。以上、本発明を移相
器に適用したときの種々の形態を説明したが、この移相
器は例えばフェーズドアレーアンテナなどに使用でき
る。
【0110】(第11の実施の形態)以上では、本発明
による高周波回路の実施の形態を、移相器を例にして説
明した。しかし、本発明はこれに限定されるものではな
く、マイクロマシンスイッチを制御することにより高周
波信号RFの通過状態を切り換える機能を有する他の高
周波回路にも適用できる。その一例として、通過周波数
帯域または阻止周波数帯域を可変しうる周波数可変フィ
ルタに本発明を適用した形態(第11の実施の形態)を
説明する。
【0111】図27は、遮断周波数を可変しうる帯域阻
止フィルタに本発明を適用したときの構成を示すブロッ
ク図である。帯域阻止フィルタは、図27に示すよう
に、高周波信号RFが伝搬する主線路1と、この主線路
1と離間した副線路(第1の分布定数線路)2hとから
構成されている。ここで、副線路2hの長さがλ/2の
とき、副線路2hは共振するので、このような条件を満
たす周波数の高周波信号RFは主線路1を通過すること
ができず遮断される。一方、上記の条件を満たさない周
波数では、副線路2hにおいて共振しないので、主線路
1を通過することができる。
【0112】図27に示すように、線路(第2の分布定
数線路)3i,3jとマイクロマシンスイッチ4i,4
jとによって副線路2hの長さが可変であるとき、副線
路2hの共振周波数は可変となるので、遮断周波数を切
り換えることができる。このような帯域阻止フィルタに
おいて図31に示した従来のマイクロマシンスイッチ
(すなわち制御信号線106への漏洩量が大きいマイク
ロマシンスイッチ)を使用すると、制御信号線106へ
の漏洩により共振周波数がずれるため、所望の帯域にお
いて高周波信号RFを阻止しなくなる。しかし、図27
に示すように第1の高周波信号阻止手段7hを使用すれ
ば、制御信号線6hへの漏洩量が低く抑制されるので、
共振周波数のずれもなく、所望の帯域において高周波信
号RFを阻止することができる。
【0113】図27に示した帯域阻止フィルタにおい
て、マイクロマシンスイッチ4i,4jおよび第1の高
周波信号阻止手段7hは、それぞれ、図1に示したマイ
クロマシンスイッチ4a,4bおよび第1の高周波信号
阻止手段7と同様に構成できる。図28は、図27に示
した帯域阻止フィルタの一構成例を示す平面図である。
ここでは、マイクロマシンスイッチ4i,4jとして、
マイクロマシンスイッチ10a,10bと同様に構成さ
れるマイクロマシンスイッチ10i,10jが使用され
ている。また、第1の高周波信号阻止手段7hとして、
高抵抗素子51a,51bと同様に構成される高抵抗素
子51i,51jが使用されている。各々の副線路2h
の長さは、所望の阻止帯域に応じて定められる。また、
図示しないが、すべてのマイクロマシンスイッチ10
i,10jは同一の制御装置5hに接続されている。
【0114】また、遮断周波数を可変しうる低域通過フ
ィルタに本発明を適用することもできる。図29は、本
発明が適用された低域通過フィルタの一構成例を示す平
面図である。図29に示すように、各々所定の長さを有
するスタブ(第2の分布定数線路)2q,2r,2sお
よび2u,2v,2wが、主線路(第1の分布定数線
路)1と離間して配置されている。また、これらのスタ
ブ2q〜2sおよび2u〜2wと主線路1との間には、
図17に示したマイクロマシンスイッチ70a,70b
と同様の構成を有するマイクロマシンスイッチ70q,
70r,70sおよび70u,70v,70wがそれぞ
れ配置されている。
【0115】マイクロマシンスイッチ70q〜70sそ
れぞれの制御電極は第1の制御信号線6pに接続されて
おり、マイクロマシンスイッチ70u〜70wそれぞれ
の制御電極は第1の制御信号線6tに接続されている。
これら制御信号線6p,6tの途中には、第1の高周波
阻止手段として高抵抗素子51a,51bと同様に構成
される高抵抗素子51が挿入されている。
【0116】このフィルタにおいて、制御信号線6p,
6tのどちらか一方をオンとし、他方をオフとすること
により、スタブ2q〜2sまたはスタブ2u〜2wのい
ずれを主線路1に接続するかを選択できる。ここで、各
スタブ2q〜2s,2u〜2wの長さおよび配置間隔
は、スタブ2q〜2sが主線路1に接続されているとき
遮断周波数がf1 となり、スタブ2u〜2wが主線路1
に接続されているとき遮断周波数がf2 となるように設
定されている。したがって、上述したように制御信号線
6p,6tをオン/オフ切換することにより、遮断周波
数を切り換えることができる。
【0117】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
マイクロマシンスイッチに制御信号を印加する第1の制
御信号線に第1の高周波信号阻止手段を接続することに
より、第1の制御信号線への高周波信号の漏洩を防止で
きる。したがって、高周波回路の挿入損失を低減でき
る。また、第1の制御信号線から他の線路への電磁的結
合を防止できるので、本発明による高周波回路が使用さ
れる回路の高周波特性を改善できる。
【0118】また、キャパシタ構造をなす2電極のうち
制御信号が印加されない方に第2の制御信号線を接続
し、この第2の制御信号線を介して静電誘導に基づく電
荷の充放電を行う。これにより、マイクロマシンスイッ
チのスイッチング動作が安定すると共にスイッチング速
度が速くなるので、高周波信号の通過状態の切り換えを
確実にしかも迅速に行うことができる。このとき、第2
の制御信号線に第2の高周波信号阻止手段を接続するこ
とにより、第2の制御信号線への高周波信号の漏洩を防
止できる。したがって、挿入損失の増加や高周波特性の
劣化といった問題は生じない。
【0119】あるいは、キャパシタ構造をなす2電極の
うち制御信号が印加されない方に第2の制御信号線を接
続し、制御信号とは逆の極性の電圧をかけておくことに
より、制御信号の電圧の大きさを小さくできるので、サ
ージおよびノイズの発生を抑制できる。この場合も、第
2の制御信号線に第2の高周波信号阻止手段を接続する
ことにより、挿入損失の増加や高周波特性の劣化といっ
た問題を回避できる。
【0120】また、第1および第2の高周波信号阻止手
段を共にキャパシタを用いたバイアスティーで構成する
場合、構成部品を共用することにより、構成を簡略化で
きる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の第1の実施の形態の構成を示すブロ
ック図である。
【図2】 マイクロマシンスイッチの第1構成例の斜視
図である。
【図3】 第1の高周波信号阻止手段の第1構成例の平
面図である。
【図4】 第1の高周波信号阻止手段の第2構成例の平
面図である。
【図5】 第1の高周波信号阻止手段の第3構成例の平
面図である。
【図6】 第1の高周波信号阻止手段の第3構成例の具
体例を示す平面図である。
【図7】 第1の高周波信号阻止手段の第3構成例の具
体例を示す平面図である。
【図8】 第1の高周波信号阻止手段の第4構成例の平
面図である。
【図9】 第1の高周波信号阻止手段の第4構成例の平
面図である。
【図10】 本発明の第2の実施の形態の構成を示すブ
ロック図である。
【図11】 図10に示した移相器の一構成例の平面図
である。
【図12】 図10に示した移相器の他の構成例の平面
図である。
【図13】 本発明の第3の実施の形態の構成を示すブ
ロック図である。
【図14】 マイクロマシンスイッチの第2構成例を用
いて、本発明を適用した移相器を構成したときの平面図
である。
【図15】 マイクロマシンスイッチの第2構成例を拡
大して示す平面図である。
【図16】 マイクロマシンスイッチの第2構成例の断
面図である。
【図17】 マイクロマシンスイッチの第3構成例を用
いて、本発明を適用した移相器を構成したときの平面図
である。
【図18】 マイクロマシンスイッチの第3構成例の断
面図である。
【図19】 マイクロマシンスイッチの第4構成例を用
いて、本発明を適用した移相器を構成したときの平面図
である。
【図20】 マイクロマシンスイッチの第4構成例の断
面図である。
【図21】 本発明により図1とは異なるタイプのロー
デッドライン形移相器を構成したときのブロック図であ
る。
【図22】 図21に示した移相器の一構成例を示す平
面図である。
【図23】 本発明によりスイッチドライン形移相器を
構成したときのブロック図である。
【図24】 図23に示した移相器の一構成例を示す平
面図である。
【図25】 2個の移相器を縦続接続したときの一構成
例を示す平面図である。
【図26】 マイクロマシンスイッチをチップ化したも
のを基板に実装して図3に示した移相器を形成したとき
の平面図である。
【図27】 遮断周波数を可変しうる帯域阻止フィルタ
に本発明を適用したときの構成を示すブロック図であ
る。
【図28】 図27に示した帯域阻止フィルタの一構成
例を示す平面図である。
【図29】 遮断周波数を可変しうる低域通過フィルタ
に本発明を適用したときの一構成例を示す平面図であ
る。
【図30】 従来の移相器の一例を示すブロック図であ
る。
【図31】 マイクロマシンスイッチの一構成例を示す
斜視図である。
【符号の説明】
1…主線路、1a〜1e,3i,3j…線路、2a,2
b,2q〜2s,2u〜2w,3a,3b…スタブ、2
aa,2bb,3aa,3bb…端部、2d,2e…切
換線路、2h…副線路、4a,4b,4d〜4g,4
i,4j,10a,10b,10d〜10g,10i,
10j,60a,60b,70a,70b,70q〜7
0s,70u〜70w,80…マイクロマシンスイッ
チ、5,5d,5h…制御装置、5a,8,33…接
地、5b…定電圧源、6,6a,6b,6d,6e,6
h,6p,6t,6−1,6−2…制御信号線、7,7
a,7b,7d,7e,7h…高周波信号阻止手段、8
a,33a…接地電極、9−1,9−2…移相器、11
a,11b、61,71,81a,81b…コンタク
ト、12a,12b,72…制御電極、13b…支持手
段、14b,63a,75,85b…ポスト、15b,
63b…アーム、19…基板、20,20a,20b,
30,40…フィルタ、21,21a,21aa,21
a−1,21a−2,21b,21bb,21b−1,
21b−2,31a,31aa,31b,31bb…高
インピーダンスλ/4線路、22,22a,22b22
−1,22−2…低インピーダンスλ/4線路、23…
接続点、32,86a,86b…キャパシタ、34…電
極、25,35,81bb,87a,87b…絶縁膜、
41…スパイラルインダクタ、42…ミアンダラインイ
ンダクタ、51,51a,51aa,51b,51b
b,51d〜51g,51i,51j…高抵抗素子、6
1a…上部電極、62…下部電極、63c…絶縁部材、
63d…ビアホール、64…補強部材、90a,90b
…チップ。

Claims (28)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 第1および第2の分布定数線路の間を高
    周波的に接続および開放するマイクロマシンスイッチを
    制御することにより高周波信号の通過状態を切り換える
    高周波回路において、 前記マイクロマシンスイッチを制御するための制御信号
    を前記マイクロマシンスイッチに印加する第1の制御信
    号線と、 この第1の制御信号線に接続されかつ前記高周波信号の
    通過を阻止する第1の高周波信号阻止手段とを備えるこ
    とを特徴とする高周波回路。
  2. 【請求項2】 第1の分布定数線路と接地との間を高周
    波的に接続および開放するマイクロマシンスイッチを制
    御することにより高周波信号の通過状態を切り換える高
    周波回路において、 前記マイクロマシンスイッチを制御するための制御信号
    を前記マイクロマシンスイッチに印加する第1の制御信
    号線と、 この第1の制御信号線に接続されかつ前記高周波信号の
    通過を阻止する第1の高周波信号阻止手段とを備え、 前記接地により第2の分布定数線路が構成されることを
    特徴とする高周波回路。
  3. 【請求項3】 第1および第2の分布定数線路の間を高
    周波的に接続および開放するマイクロマシンスイッチを
    制御することにより高周波信号の通過状態を切り換える
    高周波回路において、 前記マイクロマシンスイッチは、第1および第2の電極
    を有し、 さらに、 前記マイクロマシンスイッチを制御するための制御信号
    を前記第1および第2の電極の一方に印加する第1の制
    御信号線と、 この第1の制御信号線に接続されかつ前記高周波信号の
    通過を阻止する第1の高周波信号阻止手段とを備えるこ
    とを特徴とする高周波回路。
  4. 【請求項4】 第1の分布定数線路と接地との間を高周
    波的に接続および開放するマイクロマシンスイッチを制
    御することにより高周波信号の通過状態を切り換える高
    周波回路において、 前記マイクロマシンスイッチは、第1および第2の電極
    を有し、 さらに、 前記マイクロマシンスイッチを制御するための制御信号
    を前記第1および第2の電極の一方に印加する第1の制
    御信号線と、 この第1の制御信号線に接続されかつ前記高周波信号の
    通過を阻止する第1の高周波信号阻止手段とを備え、 前記接地により第2の分布定数線路が構成されることを
    特徴とする高周波回路。
  5. 【請求項5】 高周波信号が伝搬する主線路と、 この主線路に接続されると共に先端が開放された第1の
    分布定数線路と、 この第1の分布定数線路の先端と離間するように配置さ
    れかつ先端が開放された第2の分布定数線路と、 制御信号に基づいて前記第1および第2の分布定数線路
    の間を高周波的に接続および開放するマイクロマシンス
    イッチと、 このマイクロマシンスイッチに前記制御信号を印加する
    第1の制御信号線と、この第1の制御信号線に接続され
    かつ前記高周波信号の通過を阻止する第1の高周波信号
    阻止手段とを備えることを特徴とする高周波回路。
  6. 【請求項6】 高周波信号が伝搬する主線路と、 この主線路に接続されると共に先端が開放された第1の
    分布定数線路と、 この第1の分布定数線路の先端と離間するように配置さ
    れた接地と、 制御信号に基づいて前記第1の分布定数線路と前記接地
    との間を高周波的に接続および開放するマイクロマシン
    スイッチと、 このマイクロマシンスイッチに前記制御信号を印加する
    第1の制御信号線と、 この第1の制御信号線に接続されかつ前記高周波信号の
    通過を阻止する第1の高周波信号阻止手段とを備え、 前記接地により第2の分布定数線路が構成されることを
    特徴とする高周波回路。
  7. 【請求項7】 互いに離間して配置された2本の線路か
    らなる第1の分布定数線路と、 この第1の分布定数線路を構成する前記線路の両方と各
    々離間して配置されかつ互いに電気長の異なる2本の第
    2の分布定数線路と、 前記第1の分布定数線路を構成する前記線路の両方を高
    周波的に接続する前記第2の分布定数線路を制御信号に
    基づいて切り換えることにより前記第1の分布定数線路
    を伝搬する高周波信号の通過位相を変更するマイクロマ
    シンスイッチと、 このマイクロマシンスイッチに前記制御信号を印加する
    第1の制御信号線と、この第1の制御信号線に接続され
    かつ前記高周波信号の通過を阻止する第1の高周波信号
    阻止手段とを備えることを特徴とする高周波回路。
  8. 【請求項8】 第1および第2の分布定数線路の間を高
    周波的に接続および開放するマイクロマシンスイッチを
    制御することにより通過周波数帯域または阻止周波数帯
    域を切り換える高周波回路において、 前記マイクロマシンスイッチを制御するための制御信号
    を前記マイクロマシンスイッチに印加する第1の制御信
    号線と、 この第1の制御信号線に接続されかつ前記高周波信号の
    通過を阻止する第1の高周波信号阻止手段とを備えるこ
    とを特徴とする高周波回路。
  9. 【請求項9】 請求項1,2,5〜8いずれか1項記載
    の高周波回路において、 前記マイクロマシンスイッチは、 前記第1および第2の分布定数線路に対して接離自在に
    配置されかつ前記第1および第2の分布定数線路の両方
    と接触したときに前記第1および第2の分布定数線路を
    高周波的に接続するコンタクトと、 このコンタクトを支える支持手段と、 前記第1および第2の分布定数線路間の隙間における前
    記コンタクトの直下に配置された第1の電極とを備え、 前記コンタクトは、前記第1の電極と共にキャパシタ構
    造を構成する第2の電極であり、 前記第1の制御信号線は、前記第1および第2の電極の
    一方の電極に電気的に接続されることを特徴とする高周
    波回路。
  10. 【請求項10】 請求項1,2,5〜8いずれか1項記
    載の高周波回路において、 前記マイクロマシンスイッチは、 前記第1および第2の分布定数線路に対して接離自在に
    配置されかつ前記第1および第2の分布定数線路の両方
    と接触したときに前記第1および第2の分布定数線路を
    高周波的に接続するコンタクトと、 このコンタクトを支える支持手段と、 前記第1および第2の分布定数線路自体、およびこれら
    の間の隙間の両方と離間する位置に配置された第1の電
    極と、 この第1の電極と対向するように前記支持手段に取り付
    けられかつ前記第1の電極と共にキャパシタ構造を構成
    する第2の電極とを備え、 前記第1の制御信号線は、前記第1および第2の電極の
    一方の電極に電気的に接続されることを特徴とする高周
    波回路。
  11. 【請求項11】 請求項10記載の高周波回路におい
    て、 前記マイクロマシンスイッチの前記支持手段は、前記第
    2の電極と前記コンタクトとの間の部分が絶縁性を有し
    ていることを特徴とする高周波回路。
  12. 【請求項12】 請求項1,2,5〜8いずれか1項記
    載の高周波回路において、 一端が前記第1および第2の分布定数線路の一方に固定
    されると共に他端が前記第1および第2の分布定数線路
    の他方と接離自在となるように形成されかつ他端が前記
    第1および第2の分布定数線路の他方と接触したときに
    前記第1および第2の分布定数線路を高周波的に接続す
    るコンタクトと、 前記第1および第2の分布定数線路間の隙間における前
    記コンタクトの直下に配置された第1の電極とを備え、 前記コンタクトは、前記第1の電極と共にキャパシタ構
    造を構成する第2の電極であり、 前記第1の制御信号線は、前記第1および第2の電極の
    一方の電極に電気的に接続されることを特徴とする高周
    波回路。
  13. 【請求項13】 請求項1〜12いずれか1項記載の高
    周波回路において、前記第1の高周波信号阻止手段は、 前記マイクロマシンスイッチに一端が接続されかつ前記
    高周波信号の波長の約1/4の電気長で前記第1および
    第2の分布定数線路の特性インピーダンスよりも大きな
    特性インピーダンスを有する高インピーダンス線路と、 前記高インピーダンス線路の他端に一端が接続されると
    共に他端が開放されかつ前記高周波信号の波長の約1/
    4の電気長で前記高インピーダンス線路の特性インピー
    ダンスよりも小さな特性インピーダンスを有する低イン
    ピーダンス線路とからなり、 前記第1の制御信号線は、前記高インピーダンス線路の
    他端に接続されていることを特徴とする高周波回路。
  14. 【請求項14】 請求項1〜12いずれか1項記載の高
    周波回路において、前記第1の高周波信号阻止手段は、 前記マイクロマシンスイッチに一端が接続されかつ前記
    高周波信号の波長の約1/4の電気長で前記第1および
    第2の分布定数線路の特性インピーダンスよりも大きな
    特性インピーダンスを有する高インピーダンス線路と、 前記高インピーダンス線路の他端と接地との間に形成さ
    れたキャパシタとからなり、 前記第1の制御信号線は、前記高インピーダンス線路の
    他端に接続されていることを特徴とする高周波回路。
  15. 【請求項15】 請求項1〜12いずれか1項記載の高
    周波回路において、前記第1の高周波信号阻止手段は、
    インダクタンス素子からなることを特徴とする高周波回
    路。
  16. 【請求項16】 請求項1〜12いずれか1項記載の高
    周波回路において、 前記第1の高周波信号阻止手段は、前記第1および第2
    の分布定数線路の特性インピーダンスよりも十分大きな
    インピーダンスを有する抵抗素子からなることを特徴と
    する高周波回路。
  17. 【請求項17】 請求項16記載の高周波回路におい
    て、 前記抵抗素子は、前記第1の制御信号線に直列に挿入さ
    れていることを特徴とする高周波回路。
  18. 【請求項18】 請求項16記載の高周波回路におい
    て、 前記抵抗素子は、一端が前記第1の制御信号線に接続さ
    れると共に他端が開放されていることを特徴とする高周
    波回路。
  19. 【請求項19】 請求項3,4,9〜18いずれか1項
    記載の高周波回路において、 前記マイクロマシンスイッチの前記第1および第2の電
    極のうち前記第1の制御信号線が電気的に接続されてい
    ない他方の電極に電気的に接続されかつ前記一方の電極
    への前記制御信号の印加開始時に前記他方の電極に静電
    誘導により発生する電荷を充電すると共に、前記一方の
    電極への前記制御信号の印加停止時に前記電荷を前記他
    方の電極から放電する第2の制御信号線と、 前記第2の制御信号線に接続されかつ前記高周波信号の
    通過を阻止する第2の高周波信号阻止手段とを備えるこ
    とを特徴とする高周波回路。
  20. 【請求項20】 請求項3,4,9〜18いずれか1項
    記載の高周波回路において、 前記マイクロマシンスイッチの前記第1および第2の電
    極のうち前記第1の制御信号線が電気的に接続されてい
    ない他方の電極に電気的に接続されかつ前記制御信号と
    逆の極性を有する定電圧を印加する第2の制御信号線
    と、 前記第2の制御信号線に接続されかつ前記高周波信号の
    通過を阻止する第2の高周波信号阻止手段とを備えるこ
    とを特徴とする高周波回路。
  21. 【請求項21】 請求項19または20記載の高周波回
    路において、 前記第2の高周波信号阻止手段は、 前記マイクロマシンスイッチの前記他方の電極に一端が
    接続されかつ前記高周波信号の波長の約1/4の電気長
    で前記第1および第2の分布定数線路の特性インピーダ
    ンスよりも大きな特性インピーダンスを有する高インピ
    ーダンス線路と、 前記高インピーダンス線路の他端に一端が接続されると
    共に他端が開放されかつ前記高周波信号の波長の約1/
    4の電気長で前記高インピーダンス線路の特性インピー
    ダンスよりも小さな特性インピーダンスを有する低イン
    ピーダンス線路とからなり、 前記第2の制御信号線は、前記高インピーダンス線路の
    他端に接続されていることを特徴とする高周波回路。
  22. 【請求項22】 請求項19または20記載の高周波回
    路において、 前記第2の高周波信号阻止手段は、 前記マイクロマシンスイッチの前記他方の電極に一端が
    接続されかつ前記高周波信号の波長の約1/4の電気長
    で前記第1および第2の分布定数線路の特性インピーダ
    ンスよりも大きな特性インピーダンスを有する高インピ
    ーダンス線路と、 前記高インピーダンス線路の他端と接地との間に形成さ
    れたキャパシタとからなり、 前記第2の制御信号線は、前記高インピーダンス線路の
    他端に接続されていることを特徴とする高周波回路。
  23. 【請求項23】 請求項19または20記載の高周波回
    路において、 前記第2の高周波信号阻止手段は、インダクタンス素子
    からなることを特徴とする高周波回路。
  24. 【請求項24】 請求項19または20記載の高周波回
    路において、 前記第2の高周波信号阻止手段は、前記第1および第2
    の分布定数線路の特性インピーダンスよりも十分大きな
    インピーダンスを有する抵抗素子からなることを特徴と
    する高周波回路。
  25. 【請求項25】 請求項24記載の高周波回路におい
    て、 前記抵抗素子は、前記第2の制御信号線に直列に挿入さ
    れていることを特徴とする高周波回路。
  26. 【請求項26】 請求項24記載の高周波回路におい
    て、 前記抵抗素子は、一端が前記第2の制御信号線に接続さ
    れると共に他端が開放されていることを特徴とする高周
    波回路。
  27. 【請求項27】 請求項3,4,9〜12いずれか1項
    記載の高周波回路において、 前記マイクロマシンスイッチの前記第1および第2の電
    極のうち前記第1の制御信号線が電気的に接続されてい
    ない他方の電極に電気的に接続されかつ前記一方の電極
    への前記制御信号の印加開始時に前記他方の電極に静電
    誘導により発生する電荷を充電すると共に、前記一方の
    電極への前記制御信号の印加停止時に前記電荷を前記他
    方の電極から放電する第2の制御信号線と、 前記第2の制御信号線に接続されかつ前記高周波信号の
    通過を阻止する第2の高周波信号阻止手段とを備え、 前記第1および第2の高周波信号阻止手段は、 前記マイクロマシンスイッチの第1および第2の電極に
    それぞれの一端が接続されかつ前記高周波信号の波長の
    約1/4の電気長で前記第1および第2の分布定数線路
    の特性インピーダンスよりも大きな特性インピーダンス
    を有する第1および第2の高インピーダンス線路と、 前記第1および第2の高インピーダンス線路それぞれの
    他端の間に形成されたキャパシタとにより構成され、 前記第1の高インピーダンス線路の他端は、前記第1の
    制御信号線に接続され、 前記第2の高インピーダンス線路の他端は、高周波的な
    接地に接続されていることを特徴とする高周波回路。
  28. 【請求項28】 請求項3,4,9〜12いずれか1項
    記載の高周波回路において、 前記マイクロマシンスイッチの前記第1および第2の電
    極のうち前記第1の制御信号線が電気的に接続されてい
    ない他方の電極に電気的に接続されかつ前記制御信号と
    逆の極性を有する定電圧を印加する第2の制御信号線
    と、 前記第2の制御信号線に接続されかつ前記高周波信号の
    通過を阻止する第2の高周波信号阻止手段とを備え、 前記第1および第2の高周波信号阻止手段は、 前記マイクロマシンスイッチの第1および第2の電極に
    それぞれの一端が接続されかつ前記高周波信号の波長の
    約1/4の電気長で前記第1および第2の分布定数線路
    の特性インピーダンスよりも大きな特性インピーダンス
    を有する第1および第2の高インピーダンス線路と、 前記第1および第2の高インピーダンス線路それぞれの
    他端の間に形成されたキャパシタとにより構成され、 前記第1の高インピーダンス線路の他端は、前記第1の
    制御信号線に接続され、 前記第2の高インピーダンス線路の他端は、高周波的な
    接地に接続されていることを特徴とする高周波回路。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004120929A (ja) * 2002-09-27 2004-04-15 Yokogawa Electric Corp スイッチング電源装置及び分布定数構造
WO2004102794A1 (ja) * 2003-05-14 2004-11-25 Advantest Corporation 入力信号処理装置、高周波成分取得方法および低周波成分取得方法
JP2005278399A (ja) * 2005-05-26 2005-10-06 Yokogawa Electric Corp 分布定数構造
JP2007174064A (ja) * 2005-12-20 2007-07-05 Nec Corp インピーダンス整合回路およびmmic電力増幅器

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004120929A (ja) * 2002-09-27 2004-04-15 Yokogawa Electric Corp スイッチング電源装置及び分布定数構造
WO2004102794A1 (ja) * 2003-05-14 2004-11-25 Advantest Corporation 入力信号処理装置、高周波成分取得方法および低周波成分取得方法
JP2005278399A (ja) * 2005-05-26 2005-10-06 Yokogawa Electric Corp 分布定数構造
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