JP2001244702A - 特に宇宙空間用の再構成可能なスイッチマトリクス - Google Patents
特に宇宙空間用の再構成可能なスイッチマトリクスInfo
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- Use Of Switch Circuits For Exchanges And Methods Of Control Of Multiplex Exchanges (AREA)
- Logic Circuits (AREA)
- Waveguide Switches, Polarizers, And Phase Shifters (AREA)
- Polyamides (AREA)
- Exchange Systems With Centralized Control (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 損失または減衰の少ない、特に宇宙空間用の
再構成可能な電子スイッチマトリクスを提供する。 【解決手段】 本発明では、ｎ個の入力およびｐ個の出
力を含むスイッチマトリクス６０が、電子タイプの複数
のスイッチ装置１０１、１０２、１０３、１０４、１
０”１、１０”２、１０”３、１０”４を含む。スイッ
チマトリクスの入力から出力への接続を変えるスイッチ
ングを行って、この同じ入力をスイッチマトリクスの別
の出力に接続するとき、介在するスイッチ装置による損
失が、ほぼ同じ値に留まるように取り付けられる。本発
明は、スイッチマトリクスの出力に接続される故障した
電子エレメントを、スイッチマトリクスの他の出力に接
続される他の電子エレメントに交換可能なスイッチマト
リクスに適用される。
再構成可能な電子スイッチマトリクスを提供する。 【解決手段】 本発明では、ｎ個の入力およびｐ個の出
力を含むスイッチマトリクス６０が、電子タイプの複数
のスイッチ装置１０１、１０２、１０３、１０４、１
０”１、１０”２、１０”３、１０”４を含む。スイッ
チマトリクスの入力から出力への接続を変えるスイッチ
ングを行って、この同じ入力をスイッチマトリクスの別
の出力に接続するとき、介在するスイッチ装置による損
失が、ほぼ同じ値に留まるように取り付けられる。本発
明は、スイッチマトリクスの出力に接続される故障した
電子エレメントを、スイッチマトリクスの他の出力に接
続される他の電子エレメントに交換可能なスイッチマト
リクスに適用される。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、特に宇宙空間で使
用するために再構成可能なスイッチマトリクスに関す
る。
用するために再構成可能なスイッチマトリクスに関す
る。
【０００２】
【従来の技術】非常に高い信頼性を必要とする用途で
は、冗長性の電子エレメントを準備して、エレメントの
１つが故障したとき、同じエレメントに交換することが
できるようにする。この問題は、特に、宇宙空間で使用
する場合に提起される。
は、冗長性の電子エレメントを準備して、エレメントの
１つが故障したとき、同じエレメントに交換することが
できるようにする。この問題は、特に、宇宙空間で使用
する場合に提起される。
【０００３】非常用エレメントを、故障したエレメント
に交換できるようにするには、スイッチ手段を準備する
ことが必要であり、このスイッチ手段は、自動制御もし
くは遠隔制御される。
に交換できるようにするには、スイッチ手段を準備する
ことが必要であり、このスイッチ手段は、自動制御もし
くは遠隔制御される。
【０００４】スイッチングを行うには、一般に、ｎ個の
入力およびｐ個の出力を備えたマトリクスを用意する。
このとき、出力数ｐは入力数ｎよりも大きい。各入力
は、対応する１個の出力に接続されるエレメントに１個
の信号を供給する。かくして、使用できるｐ個のなか
で、ｎ個の出力だけが通常は作動される。これらの出力
の１つに接続されるエレメントが故障すると、対応入力
が、交換用エレメントが接続される１個の出力に接続さ
れるようにスイッチングを行う。
入力およびｐ個の出力を備えたマトリクスを用意する。
このとき、出力数ｐは入力数ｎよりも大きい。各入力
は、対応する１個の出力に接続されるエレメントに１個
の信号を供給する。かくして、使用できるｐ個のなか
で、ｎ個の出力だけが通常は作動される。これらの出力
の１つに接続されるエレメントが故障すると、対応入力
が、交換用エレメントが接続される１個の出力に接続さ
れるようにスイッチングを行う。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】今日まで使用されてい
るスイッチマトリクスは、機械式スイッチを用いたもの
である。
るスイッチマトリクスは、機械式スイッチを用いたもの
である。
【０００６】機械式スイッチのマトリクスの長所に匹敵
する長所を提供する電子タイプの代替解決法の解決は、
まだ成功していない。実際、機械式スイッチは、約０．
１５ｄＢの無視できない減衰をもたらすが、一方で電子
スイッチは、もっと大きい約１．５ｄＢの損失または減
衰を引き起こす。こうした大きな損失は、それ自体で
は、電子スイッチの使用に支障をきたさない。何故な
ら、電子スイッチの外形寸法、質量ならびに価格は、機
械タイプのエレメントを備えたマトリクスの外形寸法、
質量および価格よりもずっと小さいからである。しかし
ながら、機械タイプのスイッチマトリクスにおいて、故
障エレメントを非常用エレメントに交換するためにスイ
ッチングを実施する時に、機械式の各スイッチを電子ス
イッチに交換する場合、マトリクス自体による損失は、
一般にスイッチの前後で同じではないことが確認され
た。
する長所を提供する電子タイプの代替解決法の解決は、
まだ成功していない。実際、機械式スイッチは、約０．
１５ｄＢの無視できない減衰をもたらすが、一方で電子
スイッチは、もっと大きい約１．５ｄＢの損失または減
衰を引き起こす。こうした大きな損失は、それ自体で
は、電子スイッチの使用に支障をきたさない。何故な
ら、電子スイッチの外形寸法、質量ならびに価格は、機
械タイプのエレメントを備えたマトリクスの外形寸法、
質量および価格よりもずっと小さいからである。しかし
ながら、機械タイプのスイッチマトリクスにおいて、故
障エレメントを非常用エレメントに交換するためにスイ
ッチングを実施する時に、機械式の各スイッチを電子ス
イッチに交換する場合、マトリクス自体による損失は、
一般にスイッチの前後で同じではないことが確認され
た。
【０００７】この欠点を解消するには、非常用の各分岐
線に、減衰差を補償可能な可変利得増幅器を備えなけれ
ばならない。しかし、この解決方法は困難であり、実施
に費用がかかる。
線に、減衰差を補償可能な可変利得増幅器を備えなけれ
ばならない。しかし、この解決方法は困難であり、実施
に費用がかかる。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記の問題を解決するた
め、本発明によるスイッチマトリクスは、１個の出力を
別の出力にスイッチングする場合、介在する電子スイッ
チ装置による損失をほぼ同じ値に留めるように取り付け
られた複数の電子スイッチ装置を含むことを特徴とす
る。
め、本発明によるスイッチマトリクスは、１個の出力を
別の出力にスイッチングする場合、介在する電子スイッ
チ装置による損失をほぼ同じ値に留めるように取り付け
られた複数の電子スイッチ装置を含むことを特徴とす
る。
【０００９】かくして、マトリクス内の経路間で異なる
損失を補償するために可変利得増幅器を設けることは不
要である。何故なら、マトリクスの構造自体がこうした
補償を可能にするからである。
損失を補償するために可変利得増幅器を設けることは不
要である。何故なら、マトリクスの構造自体がこうした
補償を可能にするからである。
【００１０】各入力がｒ個の出力に接続されるように構
成される実施形態では、各入力に対して、１個の入力お
よびｒ個の出力を持つように結合されるスイッチ装置ア
センブリを構成する。この場合、各出力に対して、入力
側のスイッチ装置アセンブリと反対向きになるように取
り付けられるスイッチ装置アセンブリを設けることが好
ましい。すなわち、このアセンブリは、ｒ個の入力およ
び１個の出力を備える。好適には、出力側に結合される
アセンブリが、入力側に結合されるアセンブリの構造と
似ているかまたは同じ（しかし、対称である）構造を有
する。
成される実施形態では、各入力に対して、１個の入力お
よびｒ個の出力を持つように結合されるスイッチ装置ア
センブリを構成する。この場合、各出力に対して、入力
側のスイッチ装置アセンブリと反対向きになるように取
り付けられるスイッチ装置アセンブリを設けることが好
ましい。すなわち、このアセンブリは、ｒ個の入力およ
び１個の出力を備える。好適には、出力側に結合される
アセンブリが、入力側に結合されるアセンブリの構造と
似ているかまたは同じ（しかし、対称である）構造を有
する。
【００１１】スイッチ装置アセンブリは、たとえば、２
〜３個の出力を備えたＭＭＩＣ（Ｍｏｎｏｌｉｔｈｉｃ
Ｍｉｃｒｏｗａｖｅ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒ
ｃｕｉｔ）技術によるスイッチ装置アセンブリであり、
損失は、約１．５ｄＢに制限される。
〜３個の出力を備えたＭＭＩＣ（Ｍｏｎｏｌｉｔｈｉｃ
Ｍｉｃｒｏｗａｖｅ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒ
ｃｕｉｔ）技術によるスイッチ装置アセンブリであり、
損失は、約１．５ｄＢに制限される。
【００１２】本発明は、ｐがｎよりも大きいとき、ｎ個
の入力およびｐ個の出力を含むスイッチマトリクスを構
成し、前記スイッチマトリクスが、複数のスイッチ装置
を含み、各スイッチ装置が、１個の入力と少なくとも２
個の出力を備え、スイッチ装置の入力に加えられる信号
を、前記出力の１つに転送することができ、スイッチマ
トリクスの各入力が、ｒ個の出力のうちの１個の出力に
接続されるように構成される。スイッチ装置は、電子タ
イプであり、マトリクスの１個の入力からマトリクスの
１個の出力への接続を変えることからなるスイッチング
を行って、この同じ入力をマトリクスの別の出力に接続
するとき、介在するスイッチ装置による損失が、ほぼ同
じ値に留まるように取り付けられる。
の入力およびｐ個の出力を含むスイッチマトリクスを構
成し、前記スイッチマトリクスが、複数のスイッチ装置
を含み、各スイッチ装置が、１個の入力と少なくとも２
個の出力を備え、スイッチ装置の入力に加えられる信号
を、前記出力の１つに転送することができ、スイッチマ
トリクスの各入力が、ｒ個の出力のうちの１個の出力に
接続されるように構成される。スイッチ装置は、電子タ
イプであり、マトリクスの１個の入力からマトリクスの
１個の出力への接続を変えることからなるスイッチング
を行って、この同じ入力をマトリクスの別の出力に接続
するとき、介在するスイッチ装置による損失が、ほぼ同
じ値に留まるように取り付けられる。
【００１３】実施形態によれば、マトリクスは、各入力
に対して、１個の入力およびｒ個の出力を備えるように
結合されるスイッチ装置アセンブリを含む。
に対して、１個の入力およびｒ個の出力を備えるように
結合されるスイッチ装置アセンブリを含む。
【００１４】実施形態によれば、マトリクスは、各出力
に対して、ｒ個の入力および１個の出力を備えるスイッ
チ装置アセンブリを含み、出力側に結合されるスイッチ
装置アセンブリが、入力側に結合されるスイッチ装置ア
センブリと反対向きになるように取り付けられる。
に対して、ｒ個の入力および１個の出力を備えるスイッ
チ装置アセンブリを含み、出力側に結合されるスイッチ
装置アセンブリが、入力側に結合されるスイッチ装置ア
センブリと反対向きになるように取り付けられる。
【００１５】実施形態によれば、出力側に結合されるス
イッチ装置アセンブリの構造が、入力側に結合されるス
イッチ装置アセンブリの構造と同様である。
イッチ装置アセンブリの構造が、入力側に結合されるス
イッチ装置アセンブリの構造と同様である。
【００１６】実施形態によれば、電子スイッチは、マイ
クロ波の領域のＩＣである。
クロ波の領域のＩＣである。
【００１７】本発明はさらに、マトリクスの１個の出力
に接続される故障した電子エレメントを、マトリクスの
別の出力に接続される別のエレメントに交換することに
対するマトリクスの適用方法を提案する。
に接続される故障した電子エレメントを、マトリクスの
別の出力に接続される別のエレメントに交換することに
対するマトリクスの適用方法を提案する。
【００１８】本発明の他の特徴および長所は、添付図面
を参照しながら行われる幾つかの実施形態の説明により
明らかになるであろう。
を参照しながら行われる幾つかの実施形態の説明により
明らかになるであろう。
【００１９】
【発明の実施の形態】図１に示されたスイッチ装置１０
は、たとえばヒ化ガリウム基板上に、統合技術によるマ
イクロ波作動式トランジスタアセンブリによって、ＭＭ
ＩＣ技術で構成されたスイッチ装置である。
は、たとえばヒ化ガリウム基板上に、統合技術によるマ
イクロ波作動式トランジスタアセンブリによって、ＭＭ
ＩＣ技術で構成されたスイッチ装置である。
【００２０】このスイッチ装置は、入力信号Ｅを出力Ｓ
１または出力Ｓ２に伝送するように構成されるが、しか
し、決して同時に２個の出力には伝送しない。スイッチ
装置１０はまず、２個の作動分路１２、１４を含んでお
り、分路１２は、出力Ｓ１に接続され、分路１４は、出
力Ｓ２に接続されている。さらに、スイッチ装置１０
は、たとえばスイッチ装置１０へのパワー供給が故障し
た場合に、入力Ｅを５０Ωの負荷１８に分流可能な分路
１６を含む。
１または出力Ｓ２に伝送するように構成されるが、しか
し、決して同時に２個の出力には伝送しない。スイッチ
装置１０はまず、２個の作動分路１２、１４を含んでお
り、分路１２は、出力Ｓ１に接続され、分路１４は、出
力Ｓ２に接続されている。さらに、スイッチ装置１０
は、たとえばスイッチ装置１０へのパワー供給が故障し
た場合に、入力Ｅを５０Ωの負荷１８に分流可能な分路
１６を含む。
【００２１】実施例では、各分路１２、１４が、２個の
分流トランジスタを含む。これらの分路は同じであるの
で、一方、すなわち分路１２だけについて説明する。
分流トランジスタを含む。これらの分路は同じであるの
で、一方、すなわち分路１２だけについて説明する。
【００２２】入力端子Ｅは、伝送線２４を介してトラン
ジスタ２２のドレイン２０に接続される。トランジスタ
２２のソースは接地される。
ジスタ２２のドレイン２０に接続される。トランジスタ
２２のソースは接地される。
【００２３】入力端子２０はまた、別の伝送線２６を介
して出力Ｓ１に接続される。
して出力Ｓ１に接続される。
【００２４】伝送線２６および出力Ｓ１に共通の端子
は、第２のトランジスタ３０のドレイン２８に接続さ
れ、このトランジスタのソースもまた接地される。
は、第２のトランジスタ３０のドレイン２８に接続さ
れ、このトランジスタのソースもまた接地される。
【００２５】２個のトランジスタ２２、３０のゲート
は、抵抗３４、３６を介してバイアス端子３２に接続さ
れる。バイアス端子３２には、バイアス直流電圧Ｖ１が
印加される。抵抗３４、３６の共通端子は、さらに、抵
抗３８を介して接地される。
は、抵抗３４、３６を介してバイアス端子３２に接続さ
れる。バイアス端子３２には、バイアス直流電圧Ｖ１が
印加される。抵抗３４、３６の共通端子は、さらに、抵
抗３８を介して接地される。
【００２６】分路１６は、トランジスタ４０を含み、そ
のソースは、入力Ｅに接続され、ドレインは、負荷抵抗
１８の一端に接続される。この抵抗１８の他端は、接地
される。トランジスタ４０のゲートは、抵抗４４を介し
て端子４２に接続される。端子４２および抵抗４４の共
通点は、別の点４６を介して接地される。
のソースは、入力Ｅに接続され、ドレインは、負荷抵抗
１８の一端に接続される。この抵抗１８の他端は、接地
される。トランジスタ４０のゲートは、抵抗４４を介し
て端子４２に接続される。端子４２および抵抗４４の共
通点は、別の点４６を介して接地される。
【００２７】端子４２には、バイアス直流電圧Ｖ２が印
加される。
加される。
【００２８】この装置の動作は、以下の通りである。
【００２９】出力Ｓ１が選択されると、すなわち入力Ｅ
が出力Ｓ１に転送されると、端子３２にピンチオフ電圧
未満の電圧Ｖ１を印加して、各トランジスタが、実際に
は無限である抵抗と同等になるようにする。実施例で
は、この電圧の値は−２ボルトである。分路１６にある
トランジスタ４０のバイアス端子４２にも同様に−２ボ
ルトの電圧を印加する。また、分路１４にあるトランジ
スタのバイアス端子５０にも０ボルトの電圧Ｖ３を印加
して、トランジスタのチャンネルが開くようにする。
が出力Ｓ１に転送されると、端子３２にピンチオフ電圧
未満の電圧Ｖ１を印加して、各トランジスタが、実際に
は無限である抵抗と同等になるようにする。実施例で
は、この電圧の値は−２ボルトである。分路１６にある
トランジスタ４０のバイアス端子４２にも同様に−２ボ
ルトの電圧を印加する。また、分路１４にあるトランジ
スタのバイアス端子５０にも０ボルトの電圧Ｖ３を印加
して、トランジスタのチャンネルが開くようにする。
【００３０】こうした条件で、分路１２のトランジスタ
２２、３０は、開回路を構成するので、出力Ｓ１への信
号の伝送を妨害しない。
２２、３０は、開回路を構成するので、出力Ｓ１への信
号の伝送を妨害しない。
【００３１】反対に、分路１４の端子５０にゼロボルト
電圧を印加すると、対応するトランジスタ５２、５４が
短絡する。マイクロ波の領域では、短絡は、アースに到
達する信号が入力Ｅに向けて反射され、従って出力Ｓ１
に戻されることを意味する。
電圧を印加すると、対応するトランジスタ５２、５４が
短絡する。マイクロ波の領域では、短絡は、アースに到
達する信号が入力Ｅに向けて反射され、従って出力Ｓ１
に戻されることを意味する。
【００３２】分路１６にあるトランジスタ４０のバイア
ス端子４２に、−２ボルトの電圧を印加すると、トラン
ジスタ４０は開回路状態に維持される。
ス端子４２に、−２ボルトの電圧を印加すると、トラン
ジスタ４０は開回路状態に維持される。
【００３３】パワー供給故障の場合、すなわち１つまた
は複数のバイアスソースが、分路３２、４２および５０
にゼロボルトの電圧を印加するか、あるいはこれらの端
子を開放する（すなわち開回路にする）とき、分路１
２、１４では、トランジスタ２２、３０、５２、５４が
短絡する。かくして分路は、信号を入力Ｅに戻す。反対
に、このような故障状態では、トランジスタ４０の抵抗
が小さく、こうした状況で入力Ｅに与えられる信号は、
負荷抵抗１８に転送される。従って、出力Ｓ１、Ｓ２に
接続される増幅器およびまたはフィルタなどの電子エレ
メントは、入力信号を受信しない。そのため、分路１６
は、パワー供給故障に対して保護手段を構成する。
は複数のバイアスソースが、分路３２、４２および５０
にゼロボルトの電圧を印加するか、あるいはこれらの端
子を開放する（すなわち開回路にする）とき、分路１
２、１４では、トランジスタ２２、３０、５２、５４が
短絡する。かくして分路は、信号を入力Ｅに戻す。反対
に、このような故障状態では、トランジスタ４０の抵抗
が小さく、こうした状況で入力Ｅに与えられる信号は、
負荷抵抗１８に転送される。従って、出力Ｓ１、Ｓ２に
接続される増幅器およびまたはフィルタなどの電子エレ
メントは、入力信号を受信しない。そのため、分路１６
は、パワー供給故障に対して保護手段を構成する。
【００３４】変形実施形態では、各作動分路１２または
１４に、１個のトランジスタを設けている。しかしなが
ら、分路が非作動であるとき、アースへの分流を改善す
るために、２個またはそれ以上のトランジスタを設けて
もよい。事実、短絡したトランジスタの抵抗はゼロでは
なく、この抵抗を制限する利点はある。
１４に、１個のトランジスタを設けている。しかしなが
ら、分路が非作動であるとき、アースへの分流を改善す
るために、２個またはそれ以上のトランジスタを設けて
もよい。事実、短絡したトランジスタの抵抗はゼロでは
なく、この抵抗を制限する利点はある。
【００３５】次に、図２から５を参照しながら、１２個
の入力Ｅ１〜Ｅ１２および１６個の出力Ｓ１〜Ｓ１６を
備えたスイッチマトリクス６０について説明する。この
マトリクスは、図１に示したタイプの複数のスイッチ装
置を含む。
の入力Ｅ１〜Ｅ１２および１６個の出力Ｓ１〜Ｓ１６を
備えたスイッチマトリクス６０について説明する。この
マトリクスは、図１に示したタイプの複数のスイッチ装
置を含む。
【００３６】各入力は、出力の５つに接続可能である。
従って、入力Ｅ１は、出力Ｓ１、Ｓ ２、Ｓ３、Ｓ４また
はＳ５の１つに接続可能である。だが、もちろん、入力
Ｅ１は、毎回、出力の１つだけに接続される。同様に、
入力Ｅ２は、出力Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４、Ｓ５、Ｓ６のうち
の１つに接続可能であり、以下、出力Ｓ１２、Ｓ１３、
Ｓ１４、Ｓ１５またはＳ１６の１つに接続可能なＥ１２
まで同様に行われる。一般には、マトリクスが、ｎ個の
入力およびｐ個の出力を含む場合、各入力は、ｐ−ｎ＋
１個の出力に接続可能である。
従って、入力Ｅ１は、出力Ｓ１、Ｓ ２、Ｓ３、Ｓ４また
はＳ５の１つに接続可能である。だが、もちろん、入力
Ｅ１は、毎回、出力の１つだけに接続される。同様に、
入力Ｅ２は、出力Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４、Ｓ５、Ｓ６のうち
の１つに接続可能であり、以下、出力Ｓ１２、Ｓ１３、
Ｓ１４、Ｓ１５またはＳ１６の１つに接続可能なＥ１２
まで同様に行われる。一般には、マトリクスが、ｎ個の
入力およびｐ個の出力を含む場合、各入力は、ｐ−ｎ＋
１個の出力に接続可能である。
【００３７】入力Ｅ１が出力Ｓ１に接続され、入力Ｅ２
が出力Ｓ４に接続される場合、また出力Ｓ１に接続され
る電子エレメント（図示せず）が故障した場合、たとえ
ば出力Ｓ２に接続される冗長性エレメントに交換可能で
なければならない。こうした条件で、入力Ｅ１がもはや
出力Ｓ１には接続されずに出力Ｓ２に接続されるよう
に、マトリクス６０のスイッチ装置を制御する。
が出力Ｓ４に接続される場合、また出力Ｓ１に接続され
る電子エレメント（図示せず）が故障した場合、たとえ
ば出力Ｓ２に接続される冗長性エレメントに交換可能で
なければならない。こうした条件で、入力Ｅ１がもはや
出力Ｓ１には接続されずに出力Ｓ２に接続されるよう
に、マトリクス６０のスイッチ装置を制御する。
【００３８】電子タイプのスイッチ装置は、機械式のス
イッチ装置よりも損失が著しく大きいので、接続を変更
するたびに損失の変更がないように、マトリクス６０を
配置することが好ましい。実際、損失の変更がある場合
には、故障した増幅器の代わりになる増幅器の利得を変
更しなければならないので、回路構成が非常に複雑化す
る。電子装置は、約１．５ｄＢの減衰をもたらすが、機
械スイッチ装置の対応する減衰は約０．１５ｄＢであ
る。
イッチ装置よりも損失が著しく大きいので、接続を変更
するたびに損失の変更がないように、マトリクス６０を
配置することが好ましい。実際、損失の変更がある場合
には、故障した増幅器の代わりになる増幅器の利得を変
更しなければならないので、回路構成が非常に複雑化す
る。電子装置は、約１．５ｄＢの減衰をもたらすが、機
械スイッチ装置の対応する減衰は約０．１５ｄＢであ
る。
【００３９】接続変更の場合に損失を保持するという目
的に達するため、本発明は、図３、４に示したように、
スイッチ装置をアセンブリまたはモジュール６２（図
３）または６４（図４）にまとめるように構成する。さ
らに、図５に示された実施形態から分かるように、全て
の入力Ｅ１、Ｅ２等には、互いに同じアセンブリが結合
され、全ての出力Ｓ１、Ｓ２等には、同じアセンブリが
結合される。
的に達するため、本発明は、図３、４に示したように、
スイッチ装置をアセンブリまたはモジュール６２（図
３）または６４（図４）にまとめるように構成する。さ
らに、図５に示された実施形態から分かるように、全て
の入力Ｅ１、Ｅ２等には、互いに同じアセンブリが結合
され、全ての出力Ｓ１、Ｓ２等には、同じアセンブリが
結合される。
【００４０】図３、４は、スイッチ装置が、２種類のタ
イプだけに属することができる場合を示しており、すな
わち、第１の方法では１個の入力および２個の出力を備
え、第２の方法では１個の入力および３個の出力を備え
る（ここでは、分流出力をカウントしていない）。アセ
ンブリ６２、６４は、図２に示した例のために構成され
ている。従って、各アセンブリは、１個の入力および５
個の出力を含む。
イプだけに属することができる場合を示しており、すな
わち、第１の方法では１個の入力および２個の出力を備
え、第２の方法では１個の入力および３個の出力を備え
る（ここでは、分流出力をカウントしていない）。アセ
ンブリ６２、６４は、図２に示した例のために構成され
ている。従って、各アセンブリは、１個の入力および５
個の出力を含む。
【００４１】アセンブリ６２（図３）は、１個の入力６
６１および３個の出力６６２、６６ ３、６６４を備えた
１個のスイッチ装置１０１と、それぞれが１個の入力お
よび２個の出力を含む３個のスイッチ装置１０２、１０
３、１０４とを含む。必要な出力は５個だけであるの
で、スイッチ装置（１０４）の出力の１つは、作動しな
い。スイッチ装置１０２の入力は、導線７０２を介して
スイッチ装置１０１の出力６６２に接続される。同様
に、スイッチ装置１０３の入力は、伝送線７０３により
スイッチ装置１０１の出力６６３に接続される。また、
スイッチ装置１０４の入力は、導線７０４によりスイッ
チ装置１０１の出力６６４に接続される。
６１および３個の出力６６２、６６ ３、６６４を備えた
１個のスイッチ装置１０１と、それぞれが１個の入力お
よび２個の出力を含む３個のスイッチ装置１０２、１０
３、１０４とを含む。必要な出力は５個だけであるの
で、スイッチ装置（１０４）の出力の１つは、作動しな
い。スイッチ装置１０２の入力は、導線７０２を介して
スイッチ装置１０１の出力６６２に接続される。同様
に、スイッチ装置１０３の入力は、伝送線７０３により
スイッチ装置１０１の出力６６３に接続される。また、
スイッチ装置１０４の入力は、導線７０４によりスイッ
チ装置１０１の出力６６４に接続される。
【００４２】アセンブリ６４（図４）は、１個の入力６
６’１および２個の出力６６’２、６６’３を備えた１
個のスイッチ装置１０’１と、それぞれが１個の入力お
よび３個の出力を含む２個のスイッチ装置１０’２、１
０’３とを含む。前述の場合と同様に、必要な出力は５
個だけであるので、スイッチ装置（１０’３）の出力の
１つは、作動しない。
６’１および２個の出力６６’２、６６’３を備えた１
個のスイッチ装置１０’１と、それぞれが１個の入力お
よび３個の出力を含む２個のスイッチ装置１０’２、１
０’３とを含む。前述の場合と同様に、必要な出力は５
個だけであるので、スイッチ装置（１０’３）の出力の
１つは、作動しない。
【００４３】スイッチ装置１０’２の入力は、導線７
０’２を介してスイッチ装置１０’１の出力６６’２に
接続され、スイッチ装置１０’３の入力は、別の伝送線
７０’ ３を介してスイッチ装置１０’１の出力６６’３
に接続される。
０’２を介してスイッチ装置１０’１の出力６６’２に
接続され、スイッチ装置１０’３の入力は、別の伝送線
７０’ ３を介してスイッチ装置１０’１の出力６６’３
に接続される。
【００４４】アセンブリ６２または６４の動作は、図１
に関して説明したように個々のスイッチ装置の構造およ
び動作から判明する。たとえば、アセンブリ６２の入力
６６ １（図３）をスイッチ装置１０３の出力Ｓｉに接続
したい場合、スイッチ装置１０１を制御して入力６６１
が出力６６３に接続されるようにし、またスイッチ装置
１０３を制御して、その入力が出力Ｓｉに接続されるよ
うにする。
に関して説明したように個々のスイッチ装置の構造およ
び動作から判明する。たとえば、アセンブリ６２の入力
６６ １（図３）をスイッチ装置１０３の出力Ｓｉに接続
したい場合、スイッチ装置１０１を制御して入力６６１
が出力６６３に接続されるようにし、またスイッチ装置
１０３を制御して、その入力が出力Ｓｉに接続されるよ
うにする。
【００４５】図５に示した例では、各入力端子および各
出力端子に、アセンブリ６２を割り当てるように構成す
る。かくして入力端子Ｅ１にはアセンブリ６２１が割り
当てられ、入力端子Ｅ２にはアセンブリ６２２が割り当
てられ、．．．出力端子Ｓ１にはアセンブリ６２’１が
割り当てられ、出力端子Ｓ２にはアセンブリ６２’２が
割り当てられるといったように構成する。
出力端子に、アセンブリ６２を割り当てるように構成す
る。かくして入力端子Ｅ１にはアセンブリ６２１が割り
当てられ、入力端子Ｅ２にはアセンブリ６２２が割り当
てられ、．．．出力端子Ｓ１にはアセンブリ６２’１が
割り当てられ、出力端子Ｓ２にはアセンブリ６２’２が
割り当てられるといったように構成する。
【００４６】もちろん、アセンブリ６２’１、６２’２
等は、アセンブリ６２１、６２２とは反対向きになるよ
うに組み立てられる。より詳しくは、アセンブリ６２’
１のスイッチ装置１０”２、１０”３、１０”４が、２
個の入力および１個の出力を含み、スイッチ装置１０”
１が、３個の入力および１個の出力を含む。
等は、アセンブリ６２１、６２２とは反対向きになるよ
うに組み立てられる。より詳しくは、アセンブリ６２’
１のスイッチ装置１０”２、１０”３、１０”４が、２
個の入力および１個の出力を含み、スイッチ装置１０”
１が、３個の入力および１個の出力を含む。
【００４７】さらに、アセンブリ６２１の各出力を、ス
イッチ装置６２’１、６２’２、．．．６２’５の入力
の１つに接続する導線８０１、８０２、８０３、８
０４、８０５を設ける。換言すれば、導線８０１は、ア
センブリ６２１の１個の出力をスイッチ装置６２’１の
５個の入力のうちの１個の入力に接続し、導線８０
２は、スイッチアセンブリ６２１の第２の出力を換装置
６２’２の５個の入力のうちの１個に接続するといった
具合である。スイッチ装置６２１’の入力のうちの１個
の入力だけが、導線に接続され、一方で、他のアセンブ
リ６２’２、６２’３、６２’４などは、それらの入力
に至る導線よりも多数の導線を含むことに気づく。
イッチ装置６２’１、６２’２、．．．６２’５の入力
の１つに接続する導線８０１、８０２、８０３、８
０４、８０５を設ける。換言すれば、導線８０１は、ア
センブリ６２１の１個の出力をスイッチ装置６２’１の
５個の入力のうちの１個の入力に接続し、導線８０
２は、スイッチアセンブリ６２１の第２の出力を換装置
６２’２の５個の入力のうちの１個に接続するといった
具合である。スイッチ装置６２１’の入力のうちの１個
の入力だけが、導線に接続され、一方で、他のアセンブ
リ６２’２、６２’３、６２’４などは、それらの入力
に至る導線よりも多数の導線を含むことに気づく。
【００４８】マトリクスの接続とは無関係に、入力Ｅｉ
の一個の信号が出力Ｓｉに向かうたびに、同じタイプの
複数のエレメントを通過し、すなわち、１個の入力およ
び３個の出力を備えたスイッチ装置、１本の導線、１個
の入力および２個の出力を備えたスイッチ装置、別の導
線８０ｉ、２個の入力および１個の出力を備えたスイッ
チ装置、１本の導線、さらに３個の入力および１個の出
力を備えたスイッチ装置を通過する。こうした状況にお
いて、損失は、接続とは無関係に同じである。
の一個の信号が出力Ｓｉに向かうたびに、同じタイプの
複数のエレメントを通過し、すなわち、１個の入力およ
び３個の出力を備えたスイッチ装置、１本の導線、１個
の入力および２個の出力を備えたスイッチ装置、別の導
線８０ｉ、２個の入力および１個の出力を備えたスイッ
チ装置、１本の導線、さらに３個の入力および１個の出
力を備えたスイッチ装置を通過する。こうした状況にお
いて、損失は、接続とは無関係に同じである。
【００４９】本発明によるスイッチ装置を備えたスイッ
チマトリクスの外形寸法および質量は、機械式スイッチ
エレメントを備えたマトリクスの外形寸法および質量よ
りもずっと小さいので、宇宙空間用途の場合には、決定
的な長所となる。さらに、こうしたマトリクスの価格
は、機械スイッチ部品のマトリクスの価格よりもずっと
安くすることができる。
チマトリクスの外形寸法および質量は、機械式スイッチ
エレメントを備えたマトリクスの外形寸法および質量よ
りもずっと小さいので、宇宙空間用途の場合には、決定
的な長所となる。さらに、こうしたマトリクスの価格
は、機械スイッチ部品のマトリクスの価格よりもずっと
安くすることができる。
【図１】本発明によるスイッチ装置の回路図である。
【図２】本発明による複数のスイッチ装置を含むスイッ
チマトリクスを示す図である。
チマトリクスを示す図である。
【図３】本発明によるスイッチ装置アセンブリ、または
スイッチ装置モジュールを示す。
スイッチ装置モジュールを示す。
【図４】図３の変形実施形態の図である。
【図５】図３に示されたのと同じタイプのスイッチ装置
アセンブリを備えたスイッチマトリクスを示す図であ
る。
アセンブリを備えたスイッチマトリクスを示す図であ
る。
１０ スイッチ装置 １２、１４、１６ 分路 ２２、３０、４０ トランジスタ ２４、２６ 伝送線 ３２ バイアス端子 １８、３４、３６、３８、４４ 抵抗 ６０ スイッチマトリクス ６２、６４ スイッチ装置アセンブリまたはモジュール Ｅ１、Ｅ２、Ｅ３、Ｅ４、Ｅ５、Ｅ６、Ｅ７、Ｅ８、Ｅ
９、Ｅ１０、Ｅ１１、Ｅ１２ 入力 Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４、Ｓ５、Ｓ６、Ｓ７、Ｓ８、Ｓ
９、Ｓ１０、Ｓ１１、Ｓ１２、Ｓ１３、Ｓ１４、
Ｓ１５、Ｓ１６ 出力 Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３ バイアス直流電圧
９、Ｅ１０、Ｅ１１、Ｅ１２ 入力 Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４、Ｓ５、Ｓ６、Ｓ７、Ｓ８、Ｓ
９、Ｓ１０、Ｓ１１、Ｓ１２、Ｓ１３、Ｓ１４、
Ｓ１５、Ｓ１６ 出力 Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３ バイアス直流電圧
Claims (5)
- 【請求項１】 ｐがｎよりも大きいとき、ｎ個の入力お
よびｐ個の出力を含むスイッチマトリクス（６０）であ
り、 前記スイッチマトリクス（６０）が、複数のスイッチ装
置（１０１、１０２、１０３、１０４、１０”１、１
０”２、１０”３、１０”４）を含み、 各スイッチ装置が、１個の入力と少なくとも２個の出力
を備え、当該スイッチ装置の入力に加えられる信号を、
前記出力の１つに転送することができ、 前記スイッチマトリクス（６０）の各入力が、ｒ個の出
力のうちの１個の出力に接続されるように構成されるス
イッチマトリクス（６０）であって、 前記スイッチ装置が、マイクロ波の領域のＩＣであり、 スイッチマトリクス（６０）の１個の入力からスイッチ
マトリクス（６０）の１個の出力への接続を変更するこ
とからなるスイッチングを行って、当該入力を、スイッ
チマトリクス（６０）の別の出力に接続するとき、介在
するスイッチ装置による損失が、ほぼ同じ値に留まるよ
うに、スイッチ装置が取り付けられることを特徴とする
スイッチマトリクス。 - 【請求項２】 各入力に対して、１個の入力およびｒ個
の出力を備えるように結合されるスイッチ装置アセンブ
リ（６２、６４）を含むことを特徴とする請求項１に記
載のスイッチマトリクス。 - 【請求項３】 前記スイッチマトリクス（６０）が、各
出力に対して、ｒ個の入力および１個の出力を備えるス
イッチ装置アセンブリ（６２’１、６２’２）を含み、 出力に結合される前記スイッチ装置アセンブリ（６２’
１、６２’２）が、入力に結合されるスイッチ装置アセ
ンブリ（６２１、６２２）に対して反対向きになるよう
に取り付けられることを特徴とする請求項２に記載のス
イッチマトリクス。 - 【請求項４】 出力に結合される前記スイッチ装置アセ
ンブリ（６２’１、６２’２）の構造が、入力に結合さ
れる前記スイッチ装置アセンブリ（６２１、６２２）の
構造と同様であることを特徴とする請求項３に記載のス
イッチマトリクス。 - 【請求項５】 スイッチマトリクスの１個の出力に接続
される故障した電子エレメントを、当該スイッチマトリ
クスの別の出力に接続される別の電子エレメントに交換
するために、請求項１から４のいずれか一項に記載のス
イッチマトリクスを適用する方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR9916334A FR2803141B1 (fr) | 1999-12-23 | 1999-12-23 | Matrice de commutation reconfigurable notamment pour applications spatiales |
| FR9916334 | 1999-12-23 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001244702A true JP2001244702A (ja) | 2001-09-07 |
| JP4602543B2 JP4602543B2 (ja) | 2010-12-22 |
Family
ID=9553705
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000390558A Expired - Fee Related JP4602543B2 (ja) | 1999-12-23 | 2000-12-22 | 特に宇宙空間用の再構成可能なスイッチマトリクス |
Country Status (9)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6492882B2 (ja) |
| EP (1) | EP1111788B1 (ja) |
| JP (1) | JP4602543B2 (ja) |
| AT (1) | ATE415012T1 (ja) |
| CA (1) | CA2327287A1 (ja) |
| DE (1) | DE60040830D1 (ja) |
| DK (1) | DK1111788T3 (ja) |
| ES (1) | ES2316342T3 (ja) |
| FR (1) | FR2803141B1 (ja) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2803147B1 (fr) * | 1999-12-23 | 2002-12-06 | Cit Alcatel | Organe de communication electronique a une entree et plusieurs sorties et son application a une matrice de commutation |
| US6951941B2 (en) * | 2003-02-06 | 2005-10-04 | Com Dev Ltd. | Bi-planar microwave switches and switch matrices |
| JP4107654B2 (ja) * | 2003-03-19 | 2008-06-25 | 株式会社東芝 | 高周波スイッチ |
| US7205864B2 (en) * | 2004-11-02 | 2007-04-17 | Nextg Networks, Inc. | Distributed matrix switch |
| CN114070286B (zh) * | 2021-10-25 | 2023-05-26 | 中国电子科技集团公司第二十九研究所 | 一种任意路由射频开关矩阵 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0793172A (ja) * | 1993-09-24 | 1995-04-07 | Nec Corp | 冗長ブロック切り替え回路 |
| JPH09578U (ja) * | 1990-10-30 | 1997-12-22 | サン・マイクロシステムズ・インコーポレーテッド | 欠陥を迂回する回路 |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4399439A (en) * | 1981-11-23 | 1983-08-16 | Rca Corporation | Signal switching matrix |
| US4472691A (en) * | 1982-06-01 | 1984-09-18 | Rca Corporation | Power divider/combiner circuit as for use in a switching matrix |
| US5696470A (en) * | 1995-06-07 | 1997-12-09 | Comsat Corporation | Solid-state electronic switching module |
-
1999
- 1999-12-23 FR FR9916334A patent/FR2803141B1/fr not_active Expired - Fee Related
-
2000
- 2000-12-04 CA CA002327287A patent/CA2327287A1/fr not_active Abandoned
- 2000-12-04 DK DK00403388T patent/DK1111788T3/da active
- 2000-12-04 EP EP00403388A patent/EP1111788B1/fr not_active Expired - Lifetime
- 2000-12-04 ES ES00403388T patent/ES2316342T3/es not_active Expired - Lifetime
- 2000-12-04 AT AT00403388T patent/ATE415012T1/de not_active IP Right Cessation
- 2000-12-04 DE DE60040830T patent/DE60040830D1/de not_active Expired - Lifetime
- 2000-12-18 US US09/737,850 patent/US6492882B2/en not_active Expired - Fee Related
- 2000-12-22 JP JP2000390558A patent/JP4602543B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH09578U (ja) * | 1990-10-30 | 1997-12-22 | サン・マイクロシステムズ・インコーポレーテッド | 欠陥を迂回する回路 |
| JPH0793172A (ja) * | 1993-09-24 | 1995-04-07 | Nec Corp | 冗長ブロック切り替え回路 |
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| Publication number | Publication date |
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| FR2803141B1 (fr) | 2002-05-31 |
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| ATE415012T1 (de) | 2008-12-15 |
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| US20010006361A1 (en) | 2001-07-05 |
| DK1111788T3 (da) | 2009-03-09 |
| ES2316342T3 (es) | 2009-04-16 |
| EP1111788A1 (fr) | 2001-06-27 |
| EP1111788B1 (fr) | 2008-11-19 |
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| FR2803141A1 (fr) | 2001-06-29 |
| DE60040830D1 (de) | 2009-01-02 |
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