JP2007043746A - Switch - Google Patents

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Masato Sone
正人 曾根
Yasuhisa Kawakami
恭央 川上
Kenji Suminaga
憲治 住永
Atsushi Hirase
篤 平瀬
Taizo Horio
泰三 堀尾
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NOBLE MUSEN KK
Japan Radio Co Ltd
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NOBLE MUSEN KK
Japan Radio Co Ltd
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To accomplish a switch suitable for a broadcasting station, a repeater station and the like in a terrestrial digital television broadcasting system. <P>SOLUTION: The switch comprises: a plurality of high frequency lines connecting input sources and output destination in a high-frequency manner; a switching circuit provided for each high frequency line for line-selectively blocking high-frequency connection; and a drive circuit for driving the switching circuits. At least any one of the switching circuits is a shunt circuit S and in the high frequency lines, a line portion including a spot where the shunt circuit S is disposed, and having an electrical length of a natural multiple of λ/2 (λ: carrier wavelength of signal propagated on high frequency line) across an input source side and an output destination side is a line portion having a low peculiar impedance relative to line portions, located at the input source side and the output destination side, in the view from the line portion. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、所定の出力先に対し複数の入力元のうちいずれかを選択的に接続するための切替器に関する。   The present invention relates to a switch for selectively connecting any one of a plurality of input sources to a predetermined output destination.

無線送信機の台数冗長化は信頼性を高める有効な手法の一つである。ここでいう台数冗長化とは、例えば、2台の無線送信機のうち一方を現用、他方を予備ととし、これら現用送信機及び予備送信機を切替器を介して送信アンテナに接続することを指す。このように無線送信機が冗長化されていれば、通常は現用送信機を送信アンテナに接続して使用するが、保守・整備等の必要が生じた場合は、切替器を操作・制御して予備送信機を送信アンテナに接続する、といった運用形態を採ることができるため、切替器の動作に必要なわずかな時間を除けばほとんどとぎれなしに送信を継続できる、各無線送信機の状態を良好な状態に保ちやすい等、単独の無線送信機で送信を行う場合に比べて送信サービスの信頼性・品質が著しく向上する。また、複数台の無線送信機を送信アンテナに接続するモードを有する切替器を用いるのであれば、それらの無線送信機(このモードでは現用/予備の区別はない)を同時に送信に使用することができる。   Redundancy of the number of wireless transmitters is one of the effective methods for improving reliability. The number redundancy here means, for example, that one of the two radio transmitters is used as active and the other is used as a spare, and these working transmitter and spare transmitter are connected to a transmitting antenna via a switch. Point to. If the wireless transmitter is made redundant in this way, the active transmitter is usually connected to the transmitting antenna for use, but if maintenance or maintenance is necessary, the switch is operated and controlled. It is possible to adopt a mode of operation such as connecting a spare transmitter to the transmitting antenna, so that transmission can be continued almost seamlessly except for the short time required for the operation of the switch, and the state of each wireless transmitter is good The reliability and quality of the transmission service are remarkably improved as compared with the case where transmission is performed by a single wireless transmitter, such as easy maintenance. If a switch having a mode in which a plurality of radio transmitters are connected to a transmission antenna is used, these radio transmitters (in this mode, there is no distinction between active / spare) can be used for transmission at the same time. it can.

このように、所定の出力先に対し複数の入力元のうちいずれかを選択的に接続するための切替器を利用した冗長化は、送信サービスを間断なく提供し続けたいシステム、例えば地上波テレビジョン放送システムにて、実用されている。この種のシステムでは、例えば、放送局に2台の放送機(1号機と2号機)を設ける。更に、それら1号機及び2号機の放送信号出力のうちいずれかの放送機からの出力、例えば1号機からの放送信号出力を、切替器を介して送信アンテナ(又はその前段の各種回路。以下単に送信アンテナと記す)に供給する。送信アンテナから輻射されるのは、この場合、1号機から出力された放送信号である。故障部分を補修するため等、何らかの事情で1号機を停止させたい場合には、切替器を操作・制御することによって1号機を送信アンテナから切り離し、2号機を送信アンテナに接続する作業を行う。放送は2号機により続ける。このように放送機の台数を冗長化し、切替器を用いて選択的に使用可能にすることによって、放送システムの信頼性を向上させること、特に放送中時間帯を含めた適当な時期に保守・整備等を行いつつ送信を間断なく継続させることが、可能になる。   As described above, redundancy using a switch for selectively connecting any one of a plurality of input sources to a predetermined output destination is a system that wants to continue to provide a transmission service without interruption, such as a terrestrial TV. It is used in the John Broadcasting System. In this type of system, for example, two broadcasting machines (No. 1 and No. 2) are provided in a broadcasting station. Furthermore, the output from any one of the broadcast signal outputs of the No. 1 and No. 2 units, for example, the broadcast signal output from the No. 1 unit, is sent to the transmitting antenna (or various circuits in the preceding stage through a switch). Supplied to the transmitting antenna). In this case, the broadcast signal output from the first unit is radiated from the transmission antenna. When it is desired to stop Unit 1 for some reason, such as repairing a faulty part, the Unit 1 is disconnected from the transmitting antenna by operating and controlling the switch, and the Unit 2 is connected to the transmitting antenna. Broadcasting continues with Unit 2. In this way, by making the number of broadcasters redundant and selectively using a switch, it is possible to improve the reliability of the broadcast system, especially at the appropriate time including the broadcast time zone. It is possible to continue transmission without interruption while performing maintenance and the like.

このような送信機複数台方式に内在する問題点として、切替器における切替に要するわずかな時間ではあれ、信号送信がとぎれるという問題点がある。この問題即ち送信瞬断という問題は、情報圧縮率が高い信号を送信するシステムほど、また高速で変調された信号を送信するシステムほど、顕著になりやすい。例えば、日本では、本願出願時点から見て近い将来における地上波ディジタルテレビジョン放送システムの商業運用開始が、予定されている。地上波ディジタルテレビジョン放送システムでは、高度に圧縮されたデータを多数のキャリアを用いて高速で無線伝送即ち放送する。そのため、従来からサービスが実施されていた地上波アナログテレビジョン放送システム等に比べ、放送波の瞬断は、テレビジョン受像機側での同期はずれを招く原因となりやすい等、問題である。このような事情もあり、従来から、できるだけ高速で信号経路を切り替えることができるよう、切替器の開発・改良が行われている。また、特に、放送局用切替器のように大電力の高周波信号を取り扱う切替器では、切替の高速性だけでなく、高周波信号のアイソレーション、大電力信号に対する耐性等も、充分に確保する必要があることから、その面を考慮した開発・改良が行われている。   A problem inherent in such a multi-transmitter system is that signal transmission is interrupted even if the time required for switching by the switch is small. This problem, that is, the problem of instantaneous transmission interruption, tends to become more prominent in a system that transmits a signal with a high information compression rate and in a system that transmits a signal modulated at high speed. For example, in Japan, commercial operation of a terrestrial digital television broadcasting system is scheduled to begin in the near future from the time of filing of the present application. In a terrestrial digital television broadcasting system, highly compressed data is wirelessly transmitted or broadcasted at a high speed using a large number of carriers. For this reason, compared to a terrestrial analog television broadcasting system or the like that has been provided with services in the past, an instantaneous interruption of a broadcast wave is a problem that tends to cause a loss of synchronization on the television receiver side. Under such circumstances, conventionally, a switch has been developed and improved so that a signal path can be switched as fast as possible. In particular, in a switch that handles high-power high-frequency signals such as a switch for broadcasting stations, it is necessary to ensure not only high-speed switching, but also high-frequency signal isolation and resistance to high-power signals. Therefore, development and improvement that takes that aspect into account are being carried out.

図11及び図12に、従来技術に属する切替器の構成を示す。図11に示したものは多連スイッチ方式、図12に示したものはクロスオーバ方式と呼ばれる方式に従い構成された切替器であり、それぞれ、非特許文献1,2に記載されている。   11 and 12 show the configuration of a switch belonging to the prior art. The switch shown in FIG. 11 is configured according to a system called a multiple switch system and the one shown in FIG. 12 is a system called a crossover system, which are described in Non-Patent Documents 1 and 2, respectively.

図11に示した装置は、放送機側に接続される入力端子として入力1及び2を有するほか、出力端子としては、送信アンテナANTに接続される端子及び整合吸収のためのダミーロードRDに接続される端子を有している。入力1は、その中央部分にλ/4ショートスタブSTB1,STB2が装荷されたλ/2線路を介して、切替器SW1,SW2に接続されている(λ:放送信号の搬送波長)。入力2は、その中央部分にλ/4ショートスタブSTB3,STB4が装荷されたλ/2の高周波線路を介して、切替器SW1,SW2に接続されている。切替器SW1,SW2は、それぞれ、λ/2の線路を介して送信アンテナANTに、またλ/2の線路を介してダミーロードRDに、接続されている。但し、これらのλ/2線路のうちSW1・ANT間線路の一部はλ/4固定整合器M1、SW2・RD間線路の一部はλ/4固定整合器M2により、それぞれ実現されている。   The apparatus shown in FIG. 11 has inputs 1 and 2 as input terminals connected to the broadcaster side, and as an output terminal connected to a terminal connected to the transmission antenna ANT and a dummy load RD for matching absorption. Terminal. The input 1 is connected to the switches SW1 and SW2 via a λ / 2 line loaded with λ / 4 short stubs STB1 and STB2 at the center (λ: broadcast signal carrier wavelength). The input 2 is connected to the switches SW1 and SW2 via a λ / 2 high-frequency line loaded with λ / 4 short stubs STB3 and STB4 at the center thereof. The switches SW1 and SW2 are respectively connected to the transmission antenna ANT via a λ / 2 line and to the dummy load RD via a λ / 2 line. However, of these λ / 2 lines, a part of the line between SW1 and ANT is realized by a λ / 4 fixed matching unit M1, and a part of the line between SW2 and RD is realized by a λ / 4 fixed matching unit M2. .

更に、切替器SW1,SW2は、それぞれ、入力1と送信アンテナANTとを接続する高周波線路、入力2と送信アンテナANTとを接続する高周波線路、入力1とダミーロードRDとを接続する高周波線路、及び入力2とダミーロードRDとを接続する高周波線路を有している。切替器SW1,SW2に各4個含まれているこれらの高周波線路には、その高周波線路による信号伝送を許容/禁止するために、即ち線路選択的に信号伝送を制御するために、それぞれ機械的接点が設けられている。図中1〜4の符号が付されているこれらの機械的接点は、機械的な接触の開閉を伴う接触型接点とすることもできるし、静電容量を介した接続による非接触型接点とすることもできる。また、これらの接点は、ソレノイド駆動制御部10から供給される駆動信号に応じて励磁/励磁解除される電磁ソレノイドによって、駆動される。   Further, the switches SW1 and SW2 are respectively a high frequency line connecting the input 1 and the transmission antenna ANT, a high frequency line connecting the input 2 and the transmission antenna ANT, a high frequency line connecting the input 1 and the dummy load RD, And a high-frequency line connecting the input 2 and the dummy load RD. Each of the four high-frequency lines included in each of the switches SW1 and SW2 has a mechanical configuration in order to allow / inhibit signal transmission through the high-frequency lines, that is, to control signal transmission selectively. A contact is provided. These mechanical contacts denoted by reference numerals 1 to 4 in the figure can be contact-type contacts that involve opening and closing of mechanical contact, and non-contact-type contacts that are connected via capacitance. You can also Further, these contacts are driven by an electromagnetic solenoid that is excited / deenergized in accordance with a drive signal supplied from the solenoid drive control unit 10.

従って、ソレノイド駆動制御部10に対して例えば「入力1→送信アンテナANT、入力2→ダミーロードRD」という伝送経路を指令し、切替器SW1の接点1及び4を閉、接点2及び3を開に制御することにより、入力1に接続した放送機(図示せず)を用いた放送を行いつつ、入力2に接続した放送機(図示せず)の出力についてはダミーロードRDで吸収させることができる。また、切替器を2個(SW1,SW2)並列に設けているため、両放送機の出力を結合させそれにより電力を増して、送信アンテナANTから輻射させることができる。   Accordingly, for example, a transmission path of “input 1 → transmission antenna ANT, input 2 → dummy load RD” is instructed to the solenoid drive control unit 10, the contacts 1 and 4 of the switch SW1 are closed, and the contacts 2 and 3 are opened. By controlling to the above, while broadcasting using a broadcaster (not shown) connected to the input 1, the output of the broadcaster (not shown) connected to the input 2 can be absorbed by the dummy load RD. it can. In addition, since two switches (SW1, SW2) are provided in parallel, the outputs of both broadcasters can be combined to increase the power and radiate from the transmitting antenna ANT.

図12に示した装置は、2個の入力端子即ち入力1及び2に接続されたハイブリッドHYB1と、送信アンテナANT及びダミーロードRDに接続されたハイブリッドHYB2と、2個の移相器とにより、構成されている。各移相器は、ハイブリッドHYB1及びHYB2に接続されたハイブリッドHYB3又はHYB4と、このハイブリッドHYB3又はHYB4に接続された一端接地のバリコンVC1及びVC2又はVC3及びVC4とにより、構成されている。バリコンVC1〜VC4はバリコン駆動装置20から供給される駆動信号により駆動されその静電容量を変化させる。なお、ハイブリッドHYB1〜4は例えば3dBハイブリッドである。また図中下側の移相器にはλ/4ショートスタブSTB5が前置されている。   The apparatus shown in FIG. 12 has a hybrid HYB1 connected to two input terminals, that is, inputs 1 and 2, a hybrid HYB2 connected to a transmission antenna ANT and a dummy load RD, and two phase shifters. It is configured. Each phase shifter is constituted by a hybrid HYB3 or HYB4 connected to the hybrids HYB1 and HYB2, and one-end grounded variable capacitors VC1 and VC2 or VC3 and VC4 connected to the hybrid HYB3 or HYB4. The variable capacitors VC <b> 1 to VC <b> 4 are driven by a drive signal supplied from the variable capacitor drive device 20 and change their capacitance. The hybrids HYB1 to 4 are, for example, 3 dB hybrids. A λ / 4 short stub STB5 is placed in front of the lower phase shifter in the figure.

この図に示した切替器は、動作モードとして、入力1に接続されている放送機(図示せず)の出力を送信アンテナANTから輻射させる1号機単独運転モード、入力2に接続されている放送機(図示せず)の出力を送信アンテナANTから輻射させる2号機単独運転モード、並びに両放送機の出力を合成して送信アンテナANTから輻射させる並列運転モードを、有している。1号機単独運転モードでは上側の移相器による移相量が下側の移相器による移相量に対して90゜多くなるよう、2号機単独運転モードでは逆に90゜少なくなるよう、バリコン駆動装置20が各移相器中のバリコンVC1〜VC4を駆動する。並列運転モードでは、2個の入力間に90゜の位相差を付すことで、移相作用をキャンセルする。   The switch shown in this figure is a unit 1 independent operation mode in which the output of a broadcasting device (not shown) connected to the input 1 is radiated from the transmission antenna ANT, and the broadcasting connected to the input 2 as an operation mode. A unit 2 independent operation mode in which the output of the broadcaster (not shown) is radiated from the transmission antenna ANT, and a parallel operation mode in which the outputs of both broadcasters are combined and radiated from the transmission antenna ANT. In the Unit 1 single operation mode, the phase shift amount by the upper phase shifter is increased by 90 ° relative to the phase shift amount by the lower unit phase shifter, and in the Unit 2 single operation mode, the variable shifter is decreased by 90 °. The driving device 20 drives the variable capacitors VC1 to VC4 in each phase shifter. In the parallel operation mode, the phase shift action is canceled by adding a 90 ° phase difference between the two inputs.

図11及び図12に示した多連スイッチ方式及びクロスオーバ方式は、何れもその接点を機械的接触の開閉を伴わない接点とすることができるため、当該接点が故障する頻度を低くすることができ、従って信頼性を高めうるという利点を有している。しかしながら、機械的接触を伴わないとはいっても機械的駆動部分を有する接点(図11)又はバリコン(図12)を使用しているため、入力1から入力2へ又はその逆への切替の前後や過渡期間にて、送信アンテナANTからの出力に電力変動・位相変動が生じやすい。また、上掲の機械的接点として機械的接触の開閉を伴わない接点又はバリコンを用いることによって切替所要時間を短縮できるとはいっても、機械的接点であり従って機械的駆動部分を有する以上、切替所要時間を短縮するのには限度がある。可能な限り短縮したとしても、例えば図11に示した方式では500msec程度、図12に示した方式では数秒程度の時間が切替に必要となろう。更に、図11に示した方式には、多数の機械的接点を用いているため接点の保守が面倒・困難であるという問題があり、図12に示した方式には、現在送信に使用していない放送機の出力が送信アンテナANT側にわずかに漏れる等、アイソレーションがよくなく高々40dB程度にとどまるという問題がある。   In both the multiple switch system and the crossover system shown in FIGS. 11 and 12, since the contact can be a contact that does not involve opening and closing of mechanical contact, the frequency of failure of the contact can be reduced. Therefore, it has the advantage that the reliability can be improved. However, before or after switching from input 1 to input 2 or vice versa because it uses a contact (FIG. 11) or a variable capacitor (FIG. 12) with a mechanical drive even though it does not involve mechanical contact. In a transient period, power fluctuation and phase fluctuation are likely to occur in the output from the transmission antenna ANT. In addition, although the time required for switching can be shortened by using a contactor or a variable capacitor that does not involve opening and closing of mechanical contact as the mechanical contact described above, since it is a mechanical contact and therefore has a mechanical drive part, switching is possible. There is a limit to shortening the time required. Even if it is shortened as much as possible, for example, the method shown in FIG. 11 will require about 500 msec, and the method shown in FIG. Further, the method shown in FIG. 11 has a problem that the maintenance of the contacts is troublesome and difficult because a large number of mechanical contacts are used, and the method shown in FIG. 12 is currently used for transmission. There is a problem that the output of a broadcasting device that does not exist leaks slightly to the transmitting antenna ANT side and the isolation is not good and remains at most about 40 dB.

特開平11−340945号公報Japanese Patent Laid-Open No. 11-340945 特開2000−261409号公報JP 2000-261409 A 特開平6−292157号公報JP-A-6-292157 「VHFテレビ放送機用無停波合成切替器の開発」(砂川他、テレビジョン学会技術報告、vol.14,No.21,pp.1-6,RDFT'90-32(March,1990))"Development of non-stop synthesis switch for VHF TV broadcasting" (Sunagawa et al., Television Society Technical Report, vol.14, No.21, pp.1-6, RDFT'90-32 (March, 1990)) 「VHF帯大電力クロスオーバー型無停波切換方式の開発」(砂川他、テレビジョン学会技術報告、RE81-28,pp77-82,昭和56年9月25日発表)"Development of VHF high power crossover type non-stop switching system" (Sunagawa et al., Television Society Technical Report, RE81-28, pp77-82, announced on September 25, 1986) Pin Diode Handbook(Microsemi社発行、初版:1996年6月1日、2002年9月4日時点でhttp://www.microsemi.com/literature/products/rf/pinbook.aspからPDF形式でダウンロード可能)、特にChapter One(http://www.microsemi.com/literature/products/rf/chapter%201.pdf)Pin Diode Handbook (issued by Microsemi, first edition: June 1, 1996, as of September 4, 2002, downloadable in PDF format from http://www.microsemi.com/literature/products/rf/pinbook.asp ), Especially Chapter One (http://www.microsemi.com/literature/products/rf/chapter%201.pdf)

本発明は、このような問題点を解決することを課題としてなされたものであり、接点及びその周辺の不調・故障による停波・破損の発生頻度が低く、地上波ディジタルテレビジョン放送システムの放送局、中継局等に適した切替器を実現することを、その目的の一つとしている。また、本発明は、不調・故障発生個所の特定、アイソレーションの向上、切替前後・過渡期間における電力変動・位相変動の抑圧、切替所要時間の短縮、保守・整備等の作業の容易化、昼間保守可能化、小型・低価格化等も、達成できるものである。   The present invention has been made to solve such problems, and the frequency of occurrence of wave breakage / damage due to malfunctions / failures in the contact and its surroundings is low, and broadcasting of a terrestrial digital television broadcasting system is possible. One of the purposes is to realize a switch suitable for a station, a relay station, or the like. In addition, the present invention can identify malfunction / failure location, improve isolation, suppress power fluctuation / phase fluctuation before / after switching / transition period, shorten switching time, facilitate maintenance / maintenance work, daytime Maintenance, small size, and low price can be achieved.

本発明に係る切替器は、所定の出力先例えば送信アンテナに対し、複数の入力元例えば複数台の放送機のうちいずれかを、選択的に接続するための切替器である。本発明に係る切替器は、前提として、各入力元と出力先とを高周波的に接続する複数の高周波線路と、当該高周波的接続を線路選択的に(即ちいずれかの1個又は複数個の高周波線路を適宜選んで)阻止するため高周波線路毎に設けられたスイッチ回路と、スイッチ回路を駆動するドライブ回路と、を備える。本発明の一態様に係る切替器は、(1)上記複数の高周波線路のうち少なくともいずれかについてスイッチ回路を複数個設けたこと、並びに(2)ドライブ回路をスイッチ回路毎に設けたことによって、特徴付けられている。   The switching device according to the present invention is a switching device for selectively connecting any one of a plurality of input sources, for example, a plurality of broadcasters, to a predetermined output destination, for example, a transmission antenna. The switch according to the present invention is premised on a plurality of high-frequency lines that connect each input source and output destination in a high-frequency manner, and the high-frequency connection in a line-selective manner (that is, any one or a plurality of A switching circuit provided for each high-frequency line and a drive circuit for driving the switching circuit are provided to prevent (by appropriately selecting a high-frequency line). The switch according to one aspect of the present invention includes: (1) a plurality of switch circuits provided for at least one of the plurality of high-frequency lines; and (2) a drive circuit provided for each switch circuit. It is characterized.

切替器内のスイッチ回路は、切替器内の高周波線路による高周波的接続を経路選択的に阻止するためのものであるから、本来、高周波線路1個につき1個設ければ足りる。それにもかかわらず、本発明の一態様において(少なくともいずれかの)高周波線路に複数個のスイッチ回路を設けているのは、信頼性の向上やアイソレーションの向上のためである。   Since the switch circuit in the switch is for selectively blocking high-frequency connection by the high-frequency line in the switch, it is basically sufficient to provide one switch circuit for each high-frequency line. Nevertheless, the reason why a plurality of switch circuits are provided in a high-frequency line (at least one) in one embodiment of the present invention is to improve reliability and isolation.

まず、高周波線路に複数個のスイッチ回路を設けるに当たっては、その高周波線路上の同一箇所に、互いに並列になるよう、複数個のスイッチ回路を設けるか、その高周波線路上の異なる箇所にスイッチ回路を設けるか、両者の組合せか、いずれかの形態をとり得る。同一個所に並列配設する形態であれば、当該複数個のスイッチ回路のうちいずれかが不調・故障となっても、そのスイッチ回路と並列に設けられている他のスイッチ回路が正常に機能している限り、対応する高周波線路による高周波的接続の許容/阻止制御には差し障りなく、従って冗長化による信頼性向上の効果を得ることができる。更に、並列化されているため、各スイッチ回路の分担電流が減り又は合計電流容量・許容損失が増加する。また、異なる個所に設ける形態であれば、各スイッチ回路によるアイソレーションの効果が相乗的に作用するため、その高周波線路全体でのアイソレーションは顕著に高まる。両者の組合せ即ち異なる個所にそれぞれ複数個のスイッチ回路を並列配設する形態では、上掲の作用効果が共に得られる。   First, when providing a plurality of switch circuits on a high-frequency line, a plurality of switch circuits are provided at the same location on the high-frequency line so as to be parallel to each other, or switch circuits are provided at different locations on the high-frequency line. It can be provided, or a combination of both. As long as one of the plurality of switch circuits malfunctions or fails, the other switch circuits provided in parallel with the switch circuit function normally if the configuration is arranged in parallel at the same location. As long as it is not limited, the high-frequency connection allowance / blocking control by the corresponding high-frequency line is not hindered, and therefore, the effect of improving reliability by redundancy can be obtained. Furthermore, since they are arranged in parallel, the shared current of each switch circuit is reduced or the total current capacity / allowable loss is increased. Further, if the configuration is provided in different places, the isolation effect by each switch circuit acts synergistically, so that the isolation in the entire high-frequency line is remarkably increased. In the combination of both, that is, in the form in which a plurality of switch circuits are arranged in parallel at different locations, the above-described effects can be obtained together.

また、複数個のスイッチ回路を1個のドライブ回路により駆動する回路構成下では、それら複数個のスイッチ回路のうち1個に不調・故障が発生すると、ドライブ回路や他のスイッチ回路の動作に影響が及び、結果として信頼性向上やアイソレーション向上の作用効果が損なわれることがあり得る。そのため、本発明においては、好ましくは、ドライブ回路をスイッチ回路毎に設ける。このようにすると、ドライブ回路とスイッチ回路とが対応付けられているため、不調・故障による異常の波及を防ぐことができるだけでなく、ドライブ回路によるスイッチ回路異常検出を通じて異常発生個所を特定することも可能になる。即ち、切替器内のスイッチ回路を、PINダイオード等、バイアス電圧に応じ導通/遮断する半導体素子を用いて実現し、ドライブ回路から対応するスイッチ回路内の半導体素子へとバイアス電圧を印加する回路例でいうと、各ドライブ回路が対応するスイッチ回路内の半導体素子におけるバイアス状況を当該ドライブ回路の出力電圧又は電流に基づき判別し、その結果に基づき、当該ドライブ回路又はその半導体素子における異常発生の有無を検出することができる。即ち、同一の高周波線路に配設されている複数個のスイッチ回路の何れに関連した不調・故障かを、特定できる。   In addition, in a circuit configuration in which a plurality of switch circuits are driven by a single drive circuit, if a malfunction or failure occurs in one of the plurality of switch circuits, the operation of the drive circuit or other switch circuits is affected. However, as a result, the effect of improving reliability and isolation may be impaired. Therefore, in the present invention, preferably, a drive circuit is provided for each switch circuit. In this way, since the drive circuit and the switch circuit are associated with each other, it is possible not only to prevent the spread of abnormality due to malfunction or failure, but also to identify the location where the abnormality has occurred through detection of the switch circuit abnormality by the drive circuit. It becomes possible. That is, a circuit example in which the switch circuit in the switch is realized by using a semiconductor element that conducts / cuts off according to the bias voltage, such as a PIN diode, and the bias voltage is applied from the drive circuit to the semiconductor element in the corresponding switch circuit. In other words, the bias status of the semiconductor element in the switch circuit to which each drive circuit corresponds is determined based on the output voltage or current of the drive circuit, and based on the result, whether there is an abnormality in the drive circuit or the semiconductor element Can be detected. That is, it is possible to specify which of the plurality of switch circuits arranged on the same high-frequency line is related to malfunction or failure.

更に、スイッチ回路は、シリーズ回路型でもシャント回路型でもよい。シリーズ回路はスイッチ素子を高周波線路中心導体に対して直列接続した構成の回路であり、シャント回路はスイッチ素子を高周波線路中心導体接地導体間に接続した構成の回路である。スイッチ素子として半導体素子を用いた例でいうと、シリーズ回路とは、上記半導体素子が導通したときその高周波線路を介した伝送が許容され遮断したとき阻止されるよう、対応する高周波線路の中心導体に上記半導体素子を挿入した回路であり、シャント回路は、上記半導体素子が導通したときその高周波線路を介した伝送が阻止され遮断したとき許容されるよう、対応する高周波線路の中心導体と接地導体との間に上記半導体素子を挿入した回路である。半導体素子を用いることによって、切替所要時間を短縮することができ、切替前後・過渡期間における電力変動・位相変動を抑えることができ、切替器を小型・低価格化できるため、上に述べた冗長性・アイソレーションの向上や不調・故障箇所特定可能化による保守・整備等の作業の容易化、昼間保守可能化等と併せ、地上波ディジタルテレビジョン放送システムの放送局、中継局等に適した切替器を実現できる。切替所要時間の短縮という点では、スイッチ回路内の半導体素子(例えばPINダイオード)のバイアスを順逆切替する際に、バイアス電圧又は電流の値を一時的に増減制御すること、より詳細には、増減のうち切替所要時間が短くなる方向に制御することが、望ましい。そのための回路は、ドライブ回路に付設し又はドライブ回路内に設ければよい。   Further, the switch circuit may be a series circuit type or a shunt circuit type. The series circuit is a circuit having a configuration in which the switch element is connected in series with the high-frequency line center conductor, and the shunt circuit is a circuit having a configuration in which the switch element is connected between the high-frequency line center conductor ground conductors. In an example using a semiconductor element as a switch element, a series circuit is a central conductor of a corresponding high-frequency line so that transmission through the high-frequency line is allowed and blocked when the semiconductor element is conductive. The shunt circuit is connected to the center conductor and the ground conductor of the corresponding high-frequency line so that transmission through the high-frequency line is blocked and blocked when the semiconductor element is conductive. A circuit in which the semiconductor element is inserted between the two. By using semiconductor elements, switching time can be shortened, power fluctuations and phase fluctuations before and after switching and during transient periods can be suppressed, and switching devices can be reduced in size and price. It is suitable for broadcasting stations and relay stations of terrestrial digital television broadcasting systems, as well as facilitating maintenance and maintenance work by improving reliability and isolation, and making it possible to identify malfunctions and failure locations, and enabling daytime maintenance. A switcher can be realized. In terms of shortening the switching time, the bias voltage or current value is temporarily controlled to increase or decrease when the bias of the semiconductor element (for example, PIN diode) in the switch circuit is forward / reversely switched. It is desirable to control in such a direction that the required switching time becomes shorter. A circuit for this purpose may be attached to the drive circuit or provided in the drive circuit.

また、一般に、シリーズ回路は、高周波線路1個につき1個設けるだけであれば、入力元及び出力先とのアイソレーションのためのλ/4線路(=λ/4の奇数倍の電気長を有する線路。以下同様。λ:高周波線路を伝搬する信号の搬送波長)が必要でなく、従って当該λ/4線路による帯域制限を受けないため、広帯域設計に適している。反面、上記半導体素子の電極のうち一つを接地導体に接続できるため当該接続を介して熱を逃がしやすいシャント回路の方が、放熱性が良好であり、従って大電力高周波信号を取り扱う放送機向けの用途に適している。また、同一個所に複数個のスイッチ回路を配設する場合には、シャント回路を用いることとなろう。その際、対応する高周波線路の中心導体及び接地導体にバイアス電圧が現れることを防ぐため、直流を遮断するコンデンサを、シャント回路に付加するのが望ましい。このコンデンサは、雷サージその他の過大入力/ノイズ入力に対して半導体素子を保護する役目も担う。また、シャント回路を用いるに当たっては、そのシャント回路と入力元及び出力先との間にλ/4線路を設けてアイソレーションを確保するのが望ましく、更に、同一の高周波線路上の異なる箇所にそれぞれシャント回路を設ける場合は、それらの間にもλ/4線路を設けて両者のアイソレーションを確保する。   In general, if only one series circuit is provided for each high-frequency line, a λ / 4 line for isolation from an input source and an output destination (= an electrical length that is an odd multiple of λ / 4). The same applies to the following: λ: carrier wavelength of a signal propagating through a high-frequency line), and therefore is not subject to band limitation by the λ / 4 line, and is suitable for wideband design. On the other hand, since one of the electrodes of the semiconductor element can be connected to the ground conductor, the shunt circuit that easily releases heat through the connection has better heat dissipation, and therefore for broadcasters that handle high-power high-frequency signals. Suitable for use. When a plurality of switch circuits are provided at the same location, a shunt circuit will be used. At that time, in order to prevent a bias voltage from appearing in the center conductor and the ground conductor of the corresponding high-frequency line, it is desirable to add a capacitor for blocking direct current to the shunt circuit. This capacitor also serves to protect the semiconductor element against lightning surges and other excessive / noise inputs. Also, when using a shunt circuit, it is desirable to provide a λ / 4 line between the shunt circuit and the input source and the output destination to ensure isolation, and furthermore, at different locations on the same high-frequency line. When providing a shunt circuit, a λ / 4 line is also provided between them to ensure isolation between the two.

取り扱う信号の電力が大きいとき場合には、シャント回路を用いるに当たって、低インピーダンス法を用いるのが望ましい。本願発明の発明者が提唱する低インピーダンス法は、λ/4線路を利用して、シャント回路特にその半導体素子に加わる電圧を抑えることにより、比較的低電圧仕様の半導体素子により大電力(高周波)信号を取り扱えるようにする手法である。具体的には、高周波線路のうちシャント回路の配設箇所を含む第1の線路部分の固有インピーダンスを、この第1の線路部分と入力元側及び出力先側との間に介在する2個の第2の線路部分の固有インピーダンスに対して、低くする、という手法である。第1の線路部分はλ/2波長線路(=λ/2の自然数倍の電気長を有する線路。以下同様)とする。また、仮に、第2の線路部分における固有インピーダンスがZ0であり、シャント回路の配設個所を含む第1の線路部分の固有インピーダンスがZ0/2であるとし、この線路部分の中央にはその固有インピーダンスがZ0の線路部分が装荷されているとすると、第1の線路部分の中央部を当該第1の線路部分の一端から見たときのインピーダンスはZ0/4となるから、高周波線路全体をZ0線路とした場合に比べて、当該第1の線路部分の中央部の電圧は1/41/2=1/2となる。従って、第1の線路部分のいずれかの個所にシャント回路を配設することによって、低電圧仕様の半導体素子を用いることが可能になる。なお、電圧低下に伴う電流増大に対しては、シャント回路(半導体素子)の並列化又はその並列個数の増大によって対処すればよい。その際にも、ドライブ回路をスイッチ回路毎に設けるのが望ましい。 When the power of the signal to be handled is large, it is desirable to use the low impedance method when using the shunt circuit. The low impedance method proposed by the inventor of the present invention uses a λ / 4 line to suppress the voltage applied to the shunt circuit, in particular, the semiconductor element, thereby increasing the power (high frequency) by a relatively low voltage specification semiconductor element. This is a technique that enables signals to be handled. Specifically, the intrinsic impedance of the first line portion including the location where the shunt circuit is disposed in the high-frequency line is divided into two pieces interposed between the first line portion and the input source side and the output destination side. This is a technique of lowering the specific impedance of the second line portion. The first line portion is a λ / 2 wavelength line (= a line having an electrical length that is a natural number multiple of λ / 2; the same applies hereinafter). Also, suppose that the intrinsic impedance in the second line portion is Z0, and the intrinsic impedance of the first line portion including the location where the shunt circuit is disposed is Z0 / 2. Assuming that the line portion having an impedance of Z0 is loaded, the impedance when the central portion of the first line portion is viewed from one end of the first line portion is Z0 / 4. Compared to the case of a line, the voltage at the center of the first line portion is 1/4 1/2 = 1/2 . Therefore, it is possible to use a low-voltage specification semiconductor element by disposing a shunt circuit in any part of the first line portion. Note that the increase in current due to the voltage drop may be dealt with by parallelizing shunt circuits (semiconductor elements) or increasing the number of parallel shunt circuits. In this case also, it is desirable to provide a drive circuit for each switch circuit.

更に、本発明に係る切替器内で、スイッチ回路として、シリーズ回路とシャント回路とを混在して用いることもできる。その場合、好ましくは、同一の入力元又は出力先に接続されている複数の高周波線路のうち、いずれかについてはスイッチ回路としてシリーズ回路を、残りの高周波線路についてはスイッチ回路としてシャント回路を、それぞれ設けることとする。更に、ドライブ回路は、そのシリーズ回路に対応して設ける。シャント回路は、シリーズ回路に対応付けられるこのドライブ回路により駆動される。そのため、そのドライブ回路からシャント回路に至るバイアス電圧供給経路を、シャント回路に対応して設ける。これによって、複数個のスイッチ回路を単一のドライブ回路により駆動することができる。更に、入力元及び出力先をドライブ回路に対して直流的に遮断するコンデンサを入力元、出力先又は高周波線路上に設けることにより、複数の高周波線路のうちシリーズ回路配設箇所からシャント回路配設箇所に至る線路部分を、シリーズ回路に対応して設けられたドライブ回路からシャント回路に至るバイアス電圧供給経路として、機能させることができる。即ち、ドライブ回路共用のためにバイアス用信号線を付加せずともよい。   Furthermore, a series circuit and a shunt circuit can be mixed and used as a switch circuit in the switch according to the present invention. In that case, preferably, among a plurality of high-frequency lines connected to the same input source or output destination, for any one of the series circuit as a switch circuit, for the remaining high-frequency line, a shunt circuit as a switch circuit, respectively It will be provided. Further, the drive circuit is provided corresponding to the series circuit. The shunt circuit is driven by this drive circuit associated with the series circuit. Therefore, a bias voltage supply path from the drive circuit to the shunt circuit is provided corresponding to the shunt circuit. Thus, a plurality of switch circuits can be driven by a single drive circuit. Furthermore, by providing a capacitor on the input source, output destination, or high-frequency line that cuts the input source and output destination in a DC manner from the drive circuit, the shunt circuit is arranged from the series circuit location of the multiple high-frequency lines. The line portion reaching the location can be made to function as a bias voltage supply path from the drive circuit provided corresponding to the series circuit to the shunt circuit. That is, it is not necessary to add a bias signal line for sharing the drive circuit.

シャント回路を設けるに当たって、構造上の工夫として、異常発熱への対処を組み込むのが望ましい。例えば、シャント回路の構成部品例えば半導体素子やコンデンサが過剰に発熱したとき、対応する高周波線路の中心導体から、当該シャント回路又はその発熱した構成部品を切り離す過熱時自動切断部材を、シャント回路に設ける。過熱時自動切断部材としては、例えば温度ヒューズ等の部品を用いることができる。温度ヒューズのように柔軟性或いは緩衝性を有する部品を用いれば、シャント回路が組み込まれている線路部分に機械的・熱的ストレスが加わった場合におけるシャント回路の破損を、好適に防止できる。なお、過熱時自動切断部材は、部品に限られず、通常それ自体は部品と認められないような部材、たとえは低融点半田でもよい。   In providing a shunt circuit, it is desirable to incorporate a countermeasure against abnormal heat generation as a structural device. For example, when a component of a shunt circuit, such as a semiconductor element or a capacitor, generates excessive heat, the shunt circuit is provided with an overheating automatic cutting member that separates the shunt circuit or the generated component from the center conductor of the corresponding high-frequency line. . As the automatic cutting member at the time of overheating, for example, a component such as a thermal fuse can be used. If a component having flexibility or buffering properties such as a thermal fuse is used, it is possible to suitably prevent damage to the shunt circuit when mechanical / thermal stress is applied to the line portion in which the shunt circuit is incorporated. The overheating automatic cutting member is not limited to a component, and may be a member that is not normally recognized as a component, for example, a low melting point solder.

更に、高周波線路のうちシャント回路等が組み込まれた部分を切り離して交換できるよう、高周波線路の設置形態を工夫するのが望ましい。   Furthermore, it is desirable to devise the installation form of the high-frequency line so that the part of the high-frequency line in which the shunt circuit or the like is incorporated can be separated and replaced.

まず、切替器内の任意の高周波線路を、1個又は複数個のスイッチ回路が設けられているスイッチ回路側線路部分と、このスイッチ回路側線路部分と入力元及び出力先との間に存する2個の端子側線路部分とに、区分して考える。スイッチ回路側線路部分は、そのスイッチ回路側線路部分に配設されているスイッチ回路のうち端子側線路部分に最も近いものと当該端子側線路部分との間に、スイッチ回路側線路部分の一部であるλ/4波長線路部分が介在するように、構成する。これにより、端子側線路部分に対するスイッチ回路(群)のアイソレーションが確保される。他方、各端子側線路部分は、それぞれ入力元又は出力先から電気長でλ/2波長の自然数倍だけ延びる線路部分とする。これにより、端子側線路部分とスイッチ回路側線路部分の接続個所の入力元及び出力先に対するアイソレーションが確保される。従って、(スイッチ回路内半導体素子に高周波電流が流れていない状態であれば)その高周波線路から必要に応じスイッチ回路側線路部分を切り離しても、特に、切替器の他の部分の機能や切替器の動作に影響は生じない。   First, an arbitrary high-frequency line in the switch exists between a switch circuit side line portion provided with one or a plurality of switch circuits, and between the switch circuit side line portion and an input source and an output destination. It is divided into individual terminal-side line portions. The switch circuit side line part is a part of the switch circuit side line part between the terminal circuit line part closest to the terminal side line part and the switch circuit arranged in the switch circuit side line part. The λ / 4 wavelength line portion is configured to be interposed. Thereby, the isolation of the switch circuit (group) with respect to the terminal side line portion is ensured. On the other hand, each terminal-side line portion is a line portion extending from the input source or the output destination by a natural number multiple of λ / 2 wavelength in electrical length. Thereby, the isolation with respect to the input source and output destination of the connection part of a terminal side line part and a switch circuit side line part is ensured. Therefore, even if the switch circuit side line portion is disconnected from the high frequency line as necessary (if the high frequency current is not flowing through the semiconductor element in the switch circuit), the function of the other parts of the switch or the switch This does not affect the operation.

このことを利用し、本発明の好適な実施形態では、スイッチ回路又はこれと共にドライブ回路を収納するユニットたるUリンクを形成する。Uリンクは、上で述べたスイッチ回路側線路部分をユニット化したものであり、端子側線路部分から取り外し可能に設けられ、把持又は挟持可能な形状、例えば把手或いはステープルと同様の形状を有する。高周波線路がリジッドな線路であれば、特に、Uリンクの着脱作業は簡便であり、取扱性が優れたものになる。また、Uリンク内にスイッチ回路としてシャント回路を収納した場合、直流を遮断するコンデンサをそのシャント回路に設け、そのシャント回路内の半導体素子に印加されるバイアス電圧がUリンクの筐体に現れることを防ぐことができるため、バイアス電圧が高電圧であってもその電圧はUリンクの外表面等には現れず、従って作業に支障・危険は生じない。また、Uリンクの配設先パネルにスイッチを設け、そのスイッチによって、そのパネルからUリンクが取り外されたこと又は取り外されかけたことを検知するようにすれば、当該検知に応じてバイアス電圧を停止させること等が可能になる。更に、切替器の使用に当たっては、無素子Uリンクを準備しておくのが望ましい。ここでいう無素子Uリンクは、Uリンクに代えてUリンクの配設先パネルに装着できるが、その内部にスイッチ回路を有していない線路部分ユニットである。この無素子Uリンクをパネルに着脱することによって、スイッチ回路に全く依存しない即ち手動での強制切替が可能になり、緊急時の運用には有用である。   Utilizing this fact, in a preferred embodiment of the present invention, a U-link is formed as a unit for housing a switch circuit or a drive circuit together with the switch circuit. The U link is a unit obtained by unitizing the switch circuit side line portion described above, and is provided so as to be removable from the terminal side line portion, and has a shape that can be gripped or sandwiched, for example, a shape similar to a handle or a staple. If the high-frequency line is a rigid line, the attaching / detaching operation of the U link is particularly simple and the handling property is excellent. Further, when a shunt circuit is housed as a switch circuit in the U link, a capacitor that cuts off direct current is provided in the shunt circuit, and a bias voltage applied to a semiconductor element in the shunt circuit appears in the U link housing. Therefore, even if the bias voltage is a high voltage, the voltage does not appear on the outer surface of the U-link, so that no trouble or danger occurs in the work. In addition, if a switch is provided on the panel where the U link is disposed, and the switch detects that the U link has been removed from the panel, the bias voltage can be set according to the detection. It can be stopped. Furthermore, it is desirable to prepare an element-free U link when using the switch. The elementless U-link here is a line portion unit that can be attached to the U-link placement panel instead of the U-link but does not have a switch circuit inside. By attaching / detaching the elementless U link to / from the panel, it is possible to perform forced switching manually without depending on the switch circuit, which is useful for emergency operation.

以下、本発明の好適な実施形態に関し図面に基づき説明する。なお、以下の説明では、地上波テレビジョン放送局にて放送機2台方式を実施するために本発明の切替器を用いる例を、示す。これは記載の簡明化のためであり、本発明の適用範囲を限定するものではない。即ち、高信頼性、高品質、低コスト等が要求される切替器、中でも大電力高周波信号を扱うことがある切替器に対して本発明を適用できることは、以下の記載からも明らかであろう。   Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following description, an example is shown in which the switch of the present invention is used to implement the two-broadcaster system at a terrestrial television broadcasting station. This is for simplicity of description and does not limit the scope of the present invention. That is, it will be apparent from the following description that the present invention can be applied to a switch that requires high reliability, high quality, low cost, etc., especially a switch that can handle a high-power high-frequency signal. .

(1)基本構成
本発明の一実施形態に係る放送局用切替器の構成を図1に、そのスイッチ回路の構成とドライブ回路との関係を図2に、スイッチ回路たるシャント回路の構造例を図3に、シャント回路を含めたユニットであるUリンクの例を図4に、それぞれ示す。図1に示すように、本実施形態に係る切替器SWは、入力元たる放送機を接続するための入力端子として入力1及び2を有するほか、出力先例えば送信アンテナANTに接続するための出力端子や、送信アンテナANTに接続されていない放送機の出力を整合終端・吸収するためのダミーロードRDが接続される出力端子を、有している。切替器SW内には4個の高周波線路が設けられており、各高周波線路上にはそれぞれ2組のシャント回路が設けられている。
(1) Basic Configuration FIG. 1 shows the configuration of a broadcast station switch according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 shows the relationship between the configuration of the switch circuit and the drive circuit, and a structural example of a shunt circuit as a switch circuit. FIG. 4 shows an example of a U link, which is a unit including a shunt circuit, in FIG. As shown in FIG. 1, the switch SW according to the present embodiment has inputs 1 and 2 as input terminals for connecting a broadcaster as an input source, and an output for connecting to an output destination such as a transmission antenna ANT. And an output terminal to which a dummy load RD for matching termination / absorption of the output of the broadcaster not connected to the transmission antenna ANT is connected. Four high frequency lines are provided in the switch SW, and two sets of shunt circuits are provided on each high frequency line.

入力1と送信アンテナANTとを接続する高周波線路を例として説明すると、図1に示すように、この高周波線路上、入力1から電気長でnλ/2+4/λ(λ:放送信号の搬送波長)離れた個所Aに1組のシャント回路S1及びS2が、また送信アンテナANTへの出力端子から電気長でnλ/2+4/λ離れた個所Bにもう1組のシャント回路S1及びS2が、それぞれ設けられており、シャント回路配設個所Aとシャント回路配設個所Bとの間には電気長でλ/4の線路が設けられている。入力2とダミーロードRDとを接続する高周波線路上のC及びD、入力1とダミーロードRDとを接続する高周波線路上のE及びF、並びに入力2と送信アンテナANTとを接続する高周波線路上のG及びHも、その高周波線路により接続されている入力及び出力端子に対して同様の関係を有し、それぞれにシャント回路S1,S2のペアが設けられている個所である。   A high-frequency line connecting the input 1 and the transmission antenna ANT will be described as an example. As shown in FIG. 1, nλ / 2 + 4 / λ (λ: carrier wavelength of the broadcast signal) from the input 1 on the high-frequency line in terms of electrical length. A set of shunt circuits S1 and S2 are provided at a remote location A, and another set of shunt circuits S1 and S2 are provided at a location B that is nλ / 2 + 4 / λ in electrical length from the output terminal to the transmission antenna ANT. A line having an electrical length of λ / 4 is provided between the shunt circuit placement location A and the shunt circuit placement location B. C and D on the high frequency line connecting the input 2 and the dummy load RD, E and F on the high frequency line connecting the input 1 and the dummy load RD, and the high frequency line connecting the input 2 and the transmitting antenna ANT G and H also have the same relationship with the input and output terminals connected by the high-frequency line, and each is provided with a pair of shunt circuits S1 and S2.

シャント回路S1,S2は、図2に示すように、それぞれ、コンデンサC11,C12を介してPINダイオードD11,D12のアノードを高周波線路の中心導体に接続し、PINダイオードD11,D12のカソードを高周波線路の接地導体に接続した回路構成を有している。また、図1では図示が省略されているが、シャント回路S1,S2内のPINダイオードD11,D12を駆動するためのドライブ回路31,32は、図2に示すように個々のシャント回路S1,S2に対応して設けられている。ドライブ回路31,32は、LPFを構成するインダクタL11,L12及びC21,C22を介して、PINダイオードD11,D12のカソードにバイアス電圧を印加する。ドライブ回路31,32は、外部から与えられる指令に応じて対応するPINダイオードD11,D12に対しバイアス電圧を印加する一方、PINダイオードD11,D12に実際に加わっているバイアス電圧や流れている電流を監視することによって、そのPINダイオードD11,D12を含め対応するシャント回路S1,S2における異常発生を検知する。その結果は、図示しない報知手段によりドライブ回路31,32から適宜使用者又は外部装置に供給される。   As shown in FIG. 2, the shunt circuits S1 and S2 connect the anodes of the PIN diodes D11 and D12 to the center conductor of the high-frequency line via capacitors C11 and C12, respectively, and connect the cathodes of the PIN diodes D11 and D12 to the high-frequency line. Circuit configuration connected to the ground conductor. Although not shown in FIG. 1, the drive circuits 31 and 32 for driving the PIN diodes D11 and D12 in the shunt circuits S1 and S2 include individual shunt circuits S1 and S2 as shown in FIG. It is provided corresponding to. The drive circuits 31 and 32 apply a bias voltage to the cathodes of the PIN diodes D11 and D12 via the inductors L11 and L12 and C21 and C22 constituting the LPF. The drive circuits 31 and 32 apply a bias voltage to the corresponding PIN diodes D11 and D12 according to a command given from the outside, while the bias voltage actually applied to the PIN diodes D11 and D12 and the flowing current are applied. By monitoring, the occurrence of abnormality in the corresponding shunt circuits S1, S2 including the PIN diodes D11, D12 is detected. The result is appropriately supplied from the drive circuits 31 and 32 to the user or an external device by a notifying means (not shown).

更に、シャント回路は、具体的には、例えば図3に示す構造を採る。図3はシャント回路1個分の構造であるから、実際には図3に示した構造が図1に示したシャント回路個数分設けられることに留意されたい。図3に示した構造においては、配設先高周波線路として、気相誘電体又は真空を中心導体・接地導体間に介在させた同軸線路、特にその外導体である接地導体の剛性が高いリジッドな同軸線路を、想定している。シャント回路は、この同軸線路の内導体である同軸中心導体38と、当該同軸線路の外導体である接地導体との間に、収納される。図3及び後述する図4においては、シャント回路特にそのPINダイオードが(場合によってはドライブ回路の一部も)収納されている個所をダイオード実装部と称しており、ダイオード実装部の外形又は中仕切りをなす接地導体をダイオード実装部筐体39と称している。   Further, the shunt circuit specifically adopts a structure shown in FIG. 3, for example. Since FIG. 3 shows a structure for one shunt circuit, it should be noted that the structure shown in FIG. 3 is actually provided for the number of shunt circuits shown in FIG. In the structure shown in FIG. 3, a rigid high-rigidity coaxial cable having a gas-phase dielectric or vacuum interposed between the center conductor and the ground conductor, particularly a ground conductor that is an outer conductor, is a rigid high-frequency line. A coaxial line is assumed. The shunt circuit is housed between a coaxial center conductor 38 that is an inner conductor of the coaxial line and a ground conductor that is an outer conductor of the coaxial line. In FIG. 3 and FIG. 4 to be described later, the location where the shunt circuit, particularly its PIN diode (and in some cases, a part of the drive circuit) is housed is referred to as a diode mounting portion. The grounding conductor forming the above is referred to as a diode mounting portion casing 39.

図3に示した部材中、PINダイオードD1は図2でD11,D12として示したものに相当する。PINダイオードD1のアノードは、インダクタL1を介してダイオード実装部外に接続されている。インダクタL1は、図2でL11,L12として示したものに相当する。ダイオードD1のカソードは、ダイオード実装部筐体39又はそれに接続されている図示しない導体に、接続されている。また、ダイオード実装部筐体39には貫通コンデンサC2が実装されており、インダクタL1の一端はこの貫通コンデンサC2の中心を介しダイオード実装部外にあるドライブ回路にむけ引き出される。即ち、コンデンサC2は、図2でC21,C22として示したものに相当している。更に、コンデンサC1は、図2でC11,C12として示したものに相当する部材であり、所定のシャント回路配設個所において同軸中心導体38に接続されている。   In the members shown in FIG. 3, the PIN diode D1 corresponds to those shown as D11 and D12 in FIG. The anode of the PIN diode D1 is connected to the outside of the diode mounting portion via the inductor L1. The inductor L1 corresponds to that shown as L11 and L12 in FIG. The cathode of the diode D1 is connected to the diode mounting unit housing 39 or a conductor (not shown) connected thereto. In addition, a feedthrough capacitor C2 is mounted on the diode mounting portion casing 39, and one end of the inductor L1 is drawn out to a drive circuit outside the diode mounting portion via the center of the feedthrough capacitor C2. That is, the capacitor C2 corresponds to that shown as C21 and C22 in FIG. Further, the capacitor C1 is a member corresponding to those shown as C11 and C12 in FIG. 2, and is connected to the coaxial central conductor 38 at a predetermined shunt circuit location.

図3に示した構造においては、更に、一対の取付金具40を用いて温度ヒューズFが組み込まれている。取付金具40は良好な導電性を有する部材であり、そのうち一方にはコンデンサC1が、他方にはダイオードD1のアノードが、それぞれ接続されている。取付金具40同士の間に設けられている温度ヒューズFは、導電体であって比較的低温でも溶融断裂する素材から構成されている。即ち、ダイオードD1或いはコンデンサC1等、シャント回路構成部品が発熱し、その結果温度ヒューズFの温度が所定温度以上に至ると、温度ヒューズFは溶断して、コンデンサC1対PINダイオードD1間の接続が断たれる。また、温度ヒューズFは、柔軟性・緩衝性をも有する素材から形成されており、熱膨張等を原因とするストレスがダイオード実装部に加わってもシャント回路及びその内外の導電経路が破損しないよう、当該ストレスによる変形の少なくとも一部を吸収する。   In the structure shown in FIG. 3, a thermal fuse F is further incorporated using a pair of mounting brackets 40. The mounting bracket 40 is a member having good conductivity, one of which is connected to the capacitor C1 and the other is connected to the anode of the diode D1. The thermal fuse F provided between the mounting brackets 40 is made of a conductive material that melts and breaks even at a relatively low temperature. That is, when the shunt circuit components such as the diode D1 or the capacitor C1 generate heat and as a result the temperature of the temperature fuse F reaches a predetermined temperature or more, the temperature fuse F is blown and the connection between the capacitor C1 and the PIN diode D1 is established. Refused. The thermal fuse F is formed of a material having flexibility and buffering properties so that the shunt circuit and its internal and external conductive paths are not damaged even when stress caused by thermal expansion or the like is applied to the diode mounting portion. , Absorb at least part of the deformation due to the stress.

更に、図1に示した各高周波線路は、シャント回路側線路部分(U1〜U4)と、それ以外の部分である端子側線路部分とに、区分されている。入力1と送信アンテナANTとを接続する高周波線路を例として説明すると、2個の端子側線路部分により挟まれた部分、即ち図中aからA及びBを経てbに亘る部分が、シャント回路側線路部分である。シャント回路配設個所Aとシャント回路配設個所Bとの間にはそれらの間のアイソレーションのためλ/4線路を設け、シャント回路配設個所Aと点aとの間及びシャント回路配設個所Bと点bとの間にもそれらの間のアイソレーションのためλ/4線路を設けるため、シャント回路側線路部分の電気長は都合3λ/4になる。また、入力1から点aまで延びた部分と、送信アンテナANTへの出力端子から点bまで延びた部分が、端子側線路部分である。各端子側線路部分の電気長は、入力1又は送信アンテナANTへの出力端子と、点a又はbとのアイソレーションを確保しUリンクの取り外しを可能又は容易にするため、nλ/2とされる(nは1以上の整数)。なお、Uリンク着脱を行う必要がないなら、即ちUリンクなる構造を採らないなら、n=0であってもよい。   Furthermore, each high frequency line shown in FIG. 1 is divided into a shunt circuit side line part (U1 to U4) and a terminal side line part which is the other part. A high-frequency line connecting the input 1 and the transmission antenna ANT will be described as an example. A portion sandwiched between two terminal-side line portions, that is, a portion extending from a to A through B in the figure is on the shunt circuit side. It is a track part. A λ / 4 line is provided between the shunt circuit arrangement location A and the shunt circuit arrangement location B for isolation between them, and between the shunt circuit arrangement location A and the point a and the shunt circuit arrangement. Since a λ / 4 line is also provided between the point B and the point b for isolation between them, the electrical length of the shunt circuit side line portion is conveniently 3λ / 4. Further, a portion extending from the input 1 to the point a and a portion extending from the output terminal to the transmission antenna ANT to the point b are terminal side line portions. The electrical length of each terminal side line portion is set to nλ / 2 in order to secure the isolation between the input 1 or the output terminal to the transmitting antenna ANT and the point a or b and to enable or facilitate the removal of the U link. (N is an integer of 1 or more). If it is not necessary to attach and detach the U link, that is, if the U link structure is not adopted, n = 0 may be used.

図4に示すように、Uリンクとは、シャント回路側線路部分をリジッドな同軸線路により構成しておき、図3に示した如き構造を有するシャント回路(及びドライブ回路の一部)をその一部であるダイオード実装部33,34内に収納したものである。例えばUリンクU1は、シャント回路配設個所A及びBを含む線路部分であり、その両端は図1中の点a及びbに相当している。UリンクUは、把手又はステープルに類似した「U」の字或いは「C」の字状の管であり、その端部位置(U1であればa及びb)において切替器SW側から切り離し、また装着することができる。そのようにするため、装着先である切替器SWのパネル41には、UリンクUの形状及び寸法に応じて端子側線路部分の一端が配置されている。更に、UリンクUの装着先パネル41上には、UリンクUがパネル41から離れるのに伴い接点が開いていくよう、即ち作業者又は所定の工具・装置がUリンクUに接しUリンクUの取り外し作業を始めたときにそのことを検出できるよう、マイクロスイッチ42が設けられている。   As shown in FIG. 4, the U link is a shunt circuit side line portion made of a rigid coaxial line, and a shunt circuit (and a part of the drive circuit) having the structure shown in FIG. This is housed in the diode mounting portions 33 and 34 which are the portions. For example, the U link U1 is a line portion including shunt circuit locations A and B, and both ends thereof correspond to points a and b in FIG. The U link U is a “U” -shaped or “C” -shaped tube similar to a handle or a staple, and is separated from the switch SW side at the end position (a and b in the case of U1). Can be installed. In order to do so, one end of the terminal-side line portion is arranged on the panel 41 of the switch SW as a mounting destination in accordance with the shape and dimensions of the U link U. Further, on the mounting destination panel 41 of the U link U, the contact opens as the U link U moves away from the panel 41, that is, the operator or a predetermined tool / device contacts the U link U and the U link U A micro switch 42 is provided so that it can be detected when the removal work is started.

(2)利点
このように、本実施形態では、図11に示した多連スイッチ方式による切替器SW1又はSW2における各機械的接点1〜4に代えて、PINダイオードD11,D12をスイッチ素子として用いたシャント回路S1,S2を設けている。半導体スイッチ素子を用いているため、機械的接点を有する多連スイッチ方式や、バリコン駆動のための機構を有するクロスオーバ方式に比べて、切替に要する時間が短い。回路の実現形態及び用途・要求仕様にもよるが、1μsec程度の時間で切り替えられる高速切替器も実現可能である。また、同じく機械駆動部が介在しないという理由で、切替前後及び過渡期間における送信アンテナ出力の電力変動・位相変動が生じにくく、従って受像機側での同期はずれを招きにくい。更に、半導体素子たるPINダイオードの使用により小型・低価格化が達成され、保守機会・保守要員削減等も可能になる。
(2) Advantages As described above, in this embodiment, the PIN diodes D11 and D12 are used as switching elements instead of the mechanical contacts 1 to 4 in the switch SW1 or SW2 of the multiple switch system shown in FIG. The shunt circuits S1 and S2 are provided. Since the semiconductor switch element is used, the time required for switching is shorter than the multiple switch system having mechanical contacts and the crossover system having a mechanism for driving variable capacitors. Depending on the circuit implementation, application, and required specifications, it is possible to realize a high-speed switching device that can be switched in a time of about 1 μsec. Similarly, because there is no mechanical drive unit, power fluctuation and phase fluctuation of the transmission antenna output hardly occur before and after switching and during the transition period, and therefore, synchronization on the receiver side hardly occurs. Furthermore, the use of a PIN diode as a semiconductor element achieves a reduction in size and price, and also enables maintenance opportunities and reduction of maintenance personnel.

特に、地上波ディジタルテレビジョン放送システムでは、放送信号に、一部のデータをリピートする期間であるガードインターバルがマルチパス対策のため設けられていることから、ガードインターバル長以内の瞬断或いは位相変動なら受像機内で吸収できる。従って、例えばガードインターバル検出を行いガードインターバルタイミングに同期して切替器SWによる切替を行う、というように、ガードインターバル同期切替手法を併用すれば、瞬断等の影響を好適に抑えることができる。即ち、本実施形態に係る切替器SWは、地上波ディジタルテレビジョン放送の放送局や中継局に適した切替器である。なお、ガードインターバル検出等に関しては、前掲の特許文献1又は2を参照されたい。   In particular, in the digital terrestrial television broadcasting system, since a guard interval, which is a period during which some data is repeated, is provided in the broadcast signal as a countermeasure against multipath, instantaneous interruption or phase fluctuation within the guard interval length is provided. Can be absorbed in the receiver. Therefore, if a guard interval synchronization switching method is used together, for example, guard interval detection is performed and switching by the switch SW is performed in synchronization with the guard interval timing, the influence of instantaneous interruption or the like can be suitably suppressed. That is, the switch SW according to the present embodiment is a switch suitable for a terrestrial digital television broadcast station or relay station. For guard interval detection and the like, refer to the above-mentioned Patent Document 1 or 2.

また、本実施形態では、スイッチ回路としてシャント回路を使用している。シャント回路は、図2或いは図3の記載からも明らかなように、スイッチ素子の電極(ここではPINダイオードのカソード)を接地導体に接続した構成とすることができる回路方式であるため、スイッチ素子にて発生した熱を接地導体に逃がすことが容易であり、放熱性に優れている。放送機用切替器のように大電力高周波信号を取り扱う切替器においては、その安定性、信頼性を確保するため、放熱性に優れたシャント回路を用いるのが望ましい。放熱性の確保により、切替器SW特にそのスイッチ素子の不調・故障、ひいては停波・破損の発生確率・頻度を抑えることができる。   In this embodiment, a shunt circuit is used as the switch circuit. As is apparent from the description of FIG. 2 or FIG. 3, the shunt circuit is a circuit system in which the electrode of the switch element (here, the cathode of the PIN diode) can be connected to the ground conductor. It is easy to dissipate the heat generated in the ground conductor to the ground conductor, and is excellent in heat dissipation. In a switching device that handles a high-power high-frequency signal, such as a switching device for a broadcaster, it is desirable to use a shunt circuit that is excellent in heat dissipation to ensure its stability and reliability. By ensuring the heat dissipation, it is possible to suppress the malfunction / failure of the switch SW, particularly its switch element, and thus the probability / frequency of occurrence of wave breakage / damage.

また、本実施形態では、高周波線路上の同一の個所において、2個のシャント回路S1,S2を並列に設けている。そのため、シャント回路を1個しか設けない実施形態と比べると、電流容量、許容損失等が増大するため、より大電力を扱うことが可能になり、また負荷分担(ディレーティング)効果も生じる。   In the present embodiment, two shunt circuits S1 and S2 are provided in parallel at the same location on the high-frequency line. Therefore, compared with the embodiment in which only one shunt circuit is provided, the current capacity, the allowable loss, and the like are increased, so that it is possible to handle a larger amount of power and a load sharing (derating) effect is also produced.

更に、本実施形態では、同一高周波線路上の2個所にそれぞれ1対ずつシャント回路を設けている(2段接続)。従って、入出力間のアイソレーションが高い。仮に、1段でN(dB)のアイソレーションが得られるとすると、2段なら2N(dB)、3段なら3N(dB)というように段数に応じアイソレーションが高まるため、段数は、回路規模・コスト等が許容する範囲内でできるだけ多くするのが望ましい。なお、段と段の間には、図1にも示したようにλ/4線路を設けて両者の間のアイソレーションを確保するのが望ましい。また、切替器SWを介してダミーロードRDに接続されている放送機から出力された放送信号の内容・信号状態を調べるに当たり、送信アンテナANTに接続されている放送機から出力された放送信号がダミーロードRD側に漏れだしていると、正確に調べることができず不都合である。本実施形態では入出力間のアイソレーションが良好であるため、そのような支障は生じにくく、従って放送時間中における信号内容・信号状態の点検(昼間保守)を好適に行うことができる。放送時間外の深夜・早朝に行う必要はない。また、昼間保守のために別途切替器を設けるといった設備上の負担が軽減される。   Furthermore, in this embodiment, a pair of shunt circuits is provided at two locations on the same high-frequency line (two-stage connection). Therefore, the isolation between input and output is high. Assuming that N (dB) isolation is obtained in one stage, the isolation increases in accordance with the number of stages, such as 2N (dB) for two stages and 3N (dB) for three stages.・ It is desirable to increase as much as possible within the allowable range of cost. In addition, it is desirable to provide a λ / 4 line between the stages as shown in FIG. 1 to ensure isolation between the two. Further, when examining the content and signal state of the broadcast signal output from the broadcaster connected to the dummy load RD via the switch SW, the broadcast signal output from the broadcaster connected to the transmission antenna ANT If it leaks to the dummy load RD side, it cannot be accurately checked, which is inconvenient. In this embodiment, since the isolation between input and output is good, such troubles are unlikely to occur, and therefore, the inspection (daytime maintenance) of the signal content and signal state during the broadcast time can be suitably performed. There is no need to do it late at night or early in the morning. Moreover, the burden on facilities, such as providing a separate switch for daytime maintenance, is reduced.

更に、本実施形態では、シャント回路S1,S2それぞれについて個別に、ドライブ回路31,32を設けている。従って、仮にシャント回路S1にショートモードの故障又は耐圧劣化が生じた場合でも、シャント回路S2に対しては、ドライブ回路31から独立したバイアス電圧源であるドライブ回路32からバイアス電圧が供給されるため、シャント回路S2内のPINダイオードD12のバイアス状態は実質的に変動せず、その高周波線路の状態は従前と同様の状態に保たれる。結果として、冗長化による信頼性向上効果が得られ、停波してしまう恐れが少なくなる。   Further, in the present embodiment, drive circuits 31 and 32 are provided individually for each of the shunt circuits S1 and S2. Therefore, even if a short mode failure or breakdown voltage degradation occurs in the shunt circuit S1, a bias voltage is supplied to the shunt circuit S2 from the drive circuit 32 that is a bias voltage source independent of the drive circuit 31. The bias state of the PIN diode D12 in the shunt circuit S2 does not substantially change, and the state of the high-frequency line is maintained in the same state as before. As a result, the effect of improving reliability by redundancy is obtained, and the possibility of wave stopping is reduced.

また、本実施形態における各ドライブ回路は、対応するシャント回路における異常の発生を、そのシャント回路特にPINダイオードに対し実際に加わっているバイアス電圧や流れている電流の監視によって、検出している。ドライブ回路がシャント回路に対応して設けられているため、いずれのドライブ回路にて異常が検出されたかにより、いずれのシャント回路にて異常が生じたかを知ることができる。そのため、各ドライブ回路における異常検出状況を総合することにより、正確かつ迅速に、異常発生個所を少なくともシャント回路単位で特定することができる。これにより、異常発生時における対処を迅速化できる。   Further, each drive circuit in the present embodiment detects the occurrence of an abnormality in the corresponding shunt circuit by monitoring the bias voltage actually applied to the shunt circuit, particularly the PIN diode, and the current flowing. Since the drive circuit is provided corresponding to the shunt circuit, it is possible to know in which shunt circuit the abnormality has occurred depending on which drive circuit has detected the abnormality. Therefore, by integrating the abnormality detection status in each drive circuit, the location where the abnormality has occurred can be specified at least in units of shunt circuits. As a result, it is possible to speed up the response when an abnormality occurs.

また、順バイアス時にPINダイオードがショートモード故障した場合は電流が増加し、オープンモード故障した場合は電流が流れなくなり、その他の“中途半端な”モードでの故障でも正常時と異なる電流が流れる。逆バイアス時にPINダイオードがショートモード故障した場合は逆バイアス電源が高圧であるため電流が激増し、オープンモード故障した場合は電流が流れなくなり、その他耐圧劣化等の“中途半端な”モードでの故障でも正常時と異なる電流が流れる。ドライブ回路が故障した場合も正常値と異なる電流値となる。従って、予め、正常時における電流値をバイアスの順/逆の別等に対応して計測又は計算しておき、実使用時には、各ドライブ回路が対応するシャント回路に流れる電流を所定頻度で計測し、その結果得られた電流値と予め得ておいた正常時電流値とをバイアス状態を勘案して比較することにより、各ドライブ回路にて故障モードをも判別でき、ドライブ回路自身の故障も検知できる。特に、その際、温度変化や品毎のばらつきを考慮に入れるのが望ましい。例えば温度が上昇すると一般に電流が増大するので、故障に至ってはいないが発熱が進んでいる状態をも検知できる。また、逆バイアス時にショートモード故障が生じた場合、電源容量が不足して電圧が降下し又は保護回路が動作して電源供給が断たれることから、その種の故障を検知する上で、バイアス電圧或いはドライブ回路の電源状態を監視することが有効である。   Also, if the PIN diode fails in the short mode during forward bias, the current increases, and if the open mode fails, the current stops flowing, and a current different from that in the normal state flows even in other “halfway” mode failures. If the PIN diode fails in the short mode during reverse bias, the current increases dramatically because the reverse bias power supply is high voltage. If the open mode fails, the current stops flowing, and other "half-way" failures such as breakdown voltage degradation However, a different current flows than normal. Even when the drive circuit fails, the current value is different from the normal value. Therefore, the current value during normal operation is measured or calculated according to whether the bias is forward / reverse, etc., and during actual use, the current flowing through the shunt circuit corresponding to each drive circuit is measured at a predetermined frequency. By comparing the current value obtained as a result and the normal current value obtained in advance in consideration of the bias state, it is possible to determine the failure mode in each drive circuit and to detect the failure of the drive circuit itself. it can. In particular, at that time, it is desirable to take into account temperature changes and variations among products. For example, since the current generally increases as the temperature rises, it is possible to detect a state in which heat generation has progressed without causing a failure. Also, if a short mode failure occurs during reverse bias, the power supply capacity will be insufficient and the voltage will drop, or the protection circuit will operate and the power supply will be cut off. It is effective to monitor the voltage or the power supply state of the drive circuit.

また、本実施形態では、各シャント回路S1,S2を、コンデンサC11,C12を介して高周波線路の中心導体に接続している。雷サージ等に対するシャント回路S1,S2の耐性が高い。この面でも、信頼性が向上している。   In the present embodiment, each shunt circuit S1, S2 is connected to the center conductor of the high-frequency line via capacitors C11, C12. The shunt circuits S1 and S2 are highly resistant to lightning surges and the like. Also in this aspect, the reliability is improved.

更に、本実施形態では、PINダイオードD1やコンデンサC1が異常発熱したとき溶断するよう、温度ヒューズFを設けている。これによって、異常発熱を起こしたPINダイオードD1等を高周波線路から切り離せるため、制御不能、ひいては停波等の事態が、より生じにくくなる。温度ヒューズFとして柔軟で緩衝性を有するものを用いることにより、熱膨張等によるストレスを温度ヒューズFにより吸収して、破損しにくくすることができる。温度ヒューズFに代え、低融点半田等を用いることもできる。   Furthermore, in the present embodiment, a thermal fuse F is provided so that the PIN diode D1 and the capacitor C1 are blown when abnormal heat is generated. As a result, the PIN diode D1 or the like that has caused abnormal heat generation can be separated from the high-frequency line, so that the situation such as uncontrollability and, in turn, wave breakage is less likely to occur. By using a flexible and shock-absorbing thermal fuse F, stress due to thermal expansion or the like is absorbed by the thermal fuse F and can be made difficult to break. Instead of the thermal fuse F, low melting point solder or the like can be used.

また、本実施形態では、各シャント回路側線路部分をUリンク化している。従って、必要に応じ、UリンクUをパネル41から取り外すこと、即ち端子側線路部分から強制的に切り離すことができる。そのため、図示しない制御装置に異常が発生してしまい各ドライブ回路によるシャント回路の駆動が正常に行われない可能性がある状況等に、Uリンク取り外しによる手動強制切替を以て好適に対処できる。また、マイクロスイッチ42によって取り外し開始が検出されたとき順バイアス電源を自動的にオフすることにより、PINダイオードに高周波電力が導通していない状態で取り外しを行うことが可能になる。更に、マイクロスイッチ42によって取り外し開始が検出されたときにも、逆バイアス電源を自動的にオフし可能な限りは放送機をも停止させる。しかしながら、コンデンサC2によりバイアス電圧が遮断されるため、UリンクUの外表面には直流電圧は(少なくとも逆バイアス電圧のような高電圧は)現れないから、それら逆バイアス電源停止/放送機停止を実施せず放送を継続させることもできる。更に、PINダイオード等のスイッチ素子ひいてはスイッチ回路を内蔵しない無素子Uリンクを準備しておき、スイッチ回路に依存しないで切替器を運用することもできる。   Moreover, in this embodiment, each shunt circuit side line part is made into U link. Therefore, if necessary, the U link U can be removed from the panel 41, that is, forcibly disconnected from the terminal side line portion. For this reason, it is possible to suitably cope with a situation in which an abnormality occurs in a control device (not shown) and there is a possibility that the drive of the shunt circuit by each drive circuit may not be performed normally by manual forcible switching by removing the U link. Further, when the start of removal is detected by the micro switch 42, the forward bias power supply is automatically turned off, so that the removal can be performed in a state where the high frequency power is not conducted to the PIN diode. Further, when the start of removal is detected by the micro switch 42, the reverse bias power supply is automatically turned off to stop the broadcaster as much as possible. However, since the bias voltage is cut off by the capacitor C2, a DC voltage does not appear on the outer surface of the U link U (at least a high voltage such as a reverse bias voltage). Broadcasting can be continued without implementation. Furthermore, a switch element such as a PIN diode and a non-element U link that does not incorporate a switch circuit can be prepared, and the switch can be operated without depending on the switch circuit.

(3)変形例
上述した実施形態に対しては各種の変形が可能である。まず、図1に示した構成では1個の高周波線路上の2個所に1対ずつシャント回路S1,S2が設けられているが、アイソレーションがさほど必要でない場合は1個所でもよいし、よりアイソレーションを良好にしたい場合は3個所以上でもよい。また、1個所に2個ずつ並列にシャント回路を設けているが、冗長化が特に必要でない高周波線路については1個所に1個としてもよいし、装置規模・コスト等が許すのであれば1個所に3個以上設けてもよい。最も単純な構成は、図5に示すようにシャント回路を高周波線路上の1個所のみに1個(シャント回路S)設ける構成であり、要求されるアイソレーションや信頼性に応じてこれを適宜多段化・並列化する。更に、Uリンク化等、スイッチ回路側線路部分の切り離しを行わない場合は、n=0とすることもできる。
(3) Modifications Various modifications can be made to the above-described embodiment. First, in the configuration shown in FIG. 1, one pair of shunt circuits S1 and S2 are provided at two locations on one high-frequency line. However, if isolation is not so necessary, one location may be used, or more If you want to improve the balance, you may have more than two. In addition, two shunt circuits are provided in parallel at one location, but one high-frequency line that does not require redundancy may be provided at one location, or one location if the equipment scale, cost, etc. allow. Three or more may be provided. The simplest configuration is a configuration in which one shunt circuit (shunt circuit S) is provided only at one location on the high-frequency line as shown in FIG. 5, and this is appropriately multistaged according to the required isolation and reliability. And parallelization. Further, when the switch circuit side line portion is not separated, such as U-link, n = 0 can be set.

また、上述した実施形態においては、半導体のスイッチ素子としてPINダイオードを使用している。スイッチ素子として、MESFET等のトランジスタを用いることもできるが、特に大電力信号を取り扱う場合はPINダイオードを用いるのが望ましい。また、PINダイオードの向きは図2に示したものと逆向きでもよいが、その場合はバイアス電圧の極性も逆にする。NIPダイオードでも同様である。   In the above-described embodiment, a PIN diode is used as a semiconductor switch element. Although a transistor such as MESFET can be used as the switching element, it is desirable to use a PIN diode particularly when a high power signal is handled. The direction of the PIN diode may be opposite to that shown in FIG. 2, but in this case, the polarity of the bias voltage is also reversed. The same applies to NIP diodes.

更に、PINダイオードを高周波にてハイインピーダンスとするには、十分な逆バイアス電圧を印加する必要がある。即ち、十分な逆バイアス電圧が加わっていない状態で高周波電力が加わるとスプリアス発生等の問題が生じる。そのため、ドライブ回路の電源が断たれないよう、2台の放送機双方から各ドライブ回路に電源を供給する等、電源についても冗長化の措置を施すのが望ましい。それによって、スプリアス等が生じにくいPINダイオード型切替器を実現できる。また、大電力を取り扱う切替器でPINダイオードを使用するには、逆バイアス用の電源として、十分に高圧の電源を用いる必要があるが、高圧電源は低圧電源よりインピーダンスが高いため切替所要時間短縮効果が損なわれる恐れがある。この点を考慮し、逆バイアスへと切り替えるときは多段階の電源切替を行い、半導体型切替器の効果の一つである切替所要時間短縮効果を確保するのが望ましい。   Furthermore, in order to make the PIN diode high impedance at a high frequency, it is necessary to apply a sufficient reverse bias voltage. That is, if high frequency power is applied in a state where a sufficient reverse bias voltage is not applied, problems such as spurious generation occur. For this reason, it is desirable to take measures to make the power supply redundant, such as supplying power to each drive circuit from both of the two broadcasters so that the power supply of the drive circuit is not cut off. As a result, a PIN diode type switch that is unlikely to generate spurious or the like can be realized. In order to use a PIN diode in a switch that handles high power, it is necessary to use a sufficiently high-voltage power supply as a reverse bias power supply. However, the high-voltage power supply has a higher impedance than the low-voltage power supply, so the switching time is shortened. The effect may be impaired. Considering this point, when switching to the reverse bias, it is desirable to perform multi-stage power switching to ensure the effect of shortening the required switching time, which is one of the effects of the semiconductor switch.

PINダイオードによる切替に要する時間を更に短縮するには、切替の瞬間を含むごく短い期間において一時的に、バイアス電圧又は電流を増減制御すればよい。例えば、ドライブ回路31,32(及び後に掲げる変形例における35〜37)を、それぞれ、図13に示す構成にしたとする。この回路構成においては、ドライブ回路内の半導体スイッチS11がオンすると正電源44が、また半導体スイッチS21がオンすると負電源45が、PINダイオード側につながる。正電源44は順バイアス電流を、負電源45は逆バイアス電圧を、PINダイオード側に供給/印可する。制御回路43は、ドライブ回路31,32に付設され又はその一部として設けられた回路であり、バイアス回路46又は47を通じて半導体スイッチS1,S2の制御電極(図ではFETを半導体スイッチとして使用しているためゲート)に制御電圧を印可することによって、半導体スイッチS11,S21を選択的にオン・オフさせる。切替所要時間を短縮するため、制御回路43は、順バイアス電流及び逆バイアス電圧のうちいずれか又は双方を、正電源44や負電源45の制御によって一時的に変更する手順を、実行する。図14に示す例では、制御回路43は、順→逆方向の切替時には(100)、順バイアス電流を一時的に例えば0.5Aから0.25Aに低減させ逆バイアス電圧を−500Vから−400Vに上昇させる(102)。逆に、逆→順方向の切替時には(100)、順バイアス電流を一時的に例えば0.5Aから1Aに増加させ又は逆バイアス電圧を一時的に例えば−500Vから−400Vに上昇させる(104)。切替後バイアス状態が安定したら又はそれに充分と見られる時間が経過したら、制御回路43は、一時的に変更していたバイアス状態を通常時のバイアス状態に原状復帰させる(106)。このような手順を実行することによって、切替所要時間の短縮ひいてはデータビット欠落減少、PINダイオード発熱又は消費電力の低減ひいては大電力切替実現等の効果が得られる。非特許文献3も参照されたい。なお、図14に示した手順は図13に示した回路を前提としたものであるため順バイアス電流が正で逆バイアス電圧が負であるが、これらの極性は設計次第で反転する。また、この電源制御機能を利用して、通常時に非使用側の電源を休止させておく制御も実行できる。また、正電源44及び負電源45を各1個とした例を示したが、それより多い個数の電源を設けた回路でも、上記手順又はこれに類する手順を実行して、切替所要時間を短縮することができる。   In order to further reduce the time required for switching by the PIN diode, the bias voltage or current may be temporarily increased or decreased during a very short period including the switching moment. For example, it is assumed that the drive circuits 31 and 32 (and 35 to 37 in the modifications described later) are configured as shown in FIG. In this circuit configuration, when the semiconductor switch S11 in the drive circuit is turned on, the positive power supply 44 is connected to the PIN diode side, and when the semiconductor switch S21 is turned on, the negative power supply 45 is connected to the PIN diode side. The positive power supply 44 supplies / applies a forward bias current, and the negative power supply 45 supplies / applies a reverse bias voltage to the PIN diode side. The control circuit 43 is a circuit attached to or part of the drive circuits 31 and 32. The control circuit 43 includes control electrodes of the semiconductor switches S1 and S2 through the bias circuit 46 or 47 (in the figure, FETs are used as semiconductor switches). Therefore, by applying a control voltage to the gate), the semiconductor switches S11 and S21 are selectively turned on / off. In order to shorten the time required for switching, the control circuit 43 executes a procedure for temporarily changing either or both of the forward bias current and the reverse bias voltage under the control of the positive power supply 44 and the negative power supply 45. In the example shown in FIG. 14, the control circuit 43 temporarily reduces the forward bias current from, for example, 0.5 A to 0.25 A and switches the reverse bias voltage from −500 V to −400 V when switching from forward to reverse (100). (102). Conversely, when switching from reverse to forward (100), the forward bias current is temporarily increased from 0.5 A to 1 A, for example, or the reverse bias voltage is temporarily increased from, for example, -500 V to -400 V (104). . When the bias state is stabilized after switching or when a sufficient time has elapsed, the control circuit 43 restores the bias state temporarily changed to the normal bias state (106). By executing such a procedure, it is possible to obtain an effect such as shortening of the switching time and thus reduction of missing data bits, reduction of PIN diode heat generation or power consumption, and realization of high power switching. See also Non-Patent Document 3. The procedure shown in FIG. 14 is based on the circuit shown in FIG. 13, and thus the forward bias current is positive and the reverse bias voltage is negative. However, these polarities are inverted depending on the design. In addition, by using this power control function, it is possible to execute control in which the power on the non-use side is suspended during normal times. In addition, although an example in which one positive power supply 44 and one negative power supply 45 are provided has been described, the above procedure or a procedure similar thereto is executed even in a circuit provided with a larger number of power supplies to shorten the time required for switching. can do.

また、図6に示すように、2個のPINダイオードD11a,D11bを逆向きに接続するバックツウバック接続を採用してもよい。これによって、必要な逆バイアス電圧を低くすること、歪を低減すること等が可能である。なお、ダイオードが2個であるため、図6では、図2中のインダクタL11に対応するインダクタを2個(L11a,L11b)設けている。   Further, as shown in FIG. 6, a back-to-back connection in which two PIN diodes D11a and D11b are connected in opposite directions may be employed. This makes it possible to reduce the necessary reverse bias voltage, reduce distortion, and the like. Since there are two diodes, two inductors (L11a and L11b) corresponding to the inductor L11 in FIG. 2 are provided in FIG.

更に、上述の実施形態ではスイッチ回路としてシャント回路を用いているが、一部又は全部のスイッチ回路をシリーズ回路としてもよい(特許文献3も参照されたい)。図7は、各高周波線路上に1個ずつシリーズ回路R1〜R4を設けた例である。シリーズ回路は、バイアス電源が停止した場合停波になる他、放熱性等の点でシャント回路より劣るため大電力よりは小電力に適している。反面、この図のように1段であればλ/4線路を必要としないため、シリーズ回路を用いればより広帯域の切替器を実現できる。また、シリーズ回路は、図8に示す回路により実現できる。図8においては、PINダイオードD2が高周波線路の中心導体上に直列に挿入されており、その前後にはバイアス電圧遮断のためのコンデンサC4及びC5並びにインダクタL3が設けられている。ドライブ回路35は、指令に応じ、コンデンサC3及びインダクタL2を介して、PINダイオードD2にバイアス電圧を供給する。   Furthermore, although the shunt circuit is used as the switch circuit in the above-described embodiment, a part or all of the switch circuits may be a series circuit (see also Patent Document 3). FIG. 7 shows an example in which one series circuit R1 to R4 is provided on each high-frequency line. The series circuit is suitable for low power rather than high power because the circuit is stopped when the bias power supply is stopped and is inferior to the shunt circuit in terms of heat dissipation. On the other hand, as shown in this figure, if the number of stages is one, a λ / 4 line is not required. Therefore, if a series circuit is used, a wider-band switch can be realized. The series circuit can be realized by the circuit shown in FIG. In FIG. 8, a PIN diode D2 is inserted in series on the central conductor of the high-frequency line, and capacitors C4 and C5 and an inductor L3 for blocking the bias voltage are provided before and after the PIN diode D2. In response to the command, the drive circuit 35 supplies a bias voltage to the PIN diode D2 via the capacitor C3 and the inductor L2.

図9に示した例は、シャント回路とシリーズ回路を混在させた例である。入力1から送信アンテナANT側に至る高周波線路上の点αにはシャント回路たるPINダイオードD1aが、入力2からダミーロードRD側に至る高周波線路上の点βにはシャント回路たるPINダイオードD1bが、それぞれ設けられている。点α及びβは至近の入出力端子から電気長でλ/4離れた位置にある。また、入力2から送信アンテナANT側に至る高周波線路上の点γにはシリーズ回路の一部であるPINダイオードD2aが、入力1からダミーロードRD側に至る高周波線路上の点δにはシリーズ回路の一部であるPINダイオードD2bが、それぞれ設けられている。   The example shown in FIG. 9 is an example in which a shunt circuit and a series circuit are mixed. A PIN diode D1a as a shunt circuit is at a point α on the high-frequency line from the input 1 to the transmitting antenna ANT side, and a PIN diode D1b as a shunt circuit is at a point β on the high-frequency line from the input 2 to the dummy load RD side. Each is provided. Points α and β are located at a distance of λ / 4 in electrical length from the nearest input / output terminal. Further, a PIN diode D2a, which is a part of the series circuit, is provided at a point γ on the high frequency line from the input 2 to the transmitting antenna ANT side, and a series circuit is provided at a point δ on the high frequency line from the input 1 to the dummy load RD side. Are respectively provided with PIN diodes D2b.

ドライブ回路は2個(36及び37)設けられており、ドライブ回路36から出力されるバイアス電圧はコンデンサC3a及びインダクタL2aを介してPINダイオードD2aへ、更に高周波線路の一部を介してPINダイオードD1aへと供給されている。同様に、ドライブ回路37から出力されるバイアス電圧はコンデンサC3b及びインダクタL2bを介してPINダイオードD2bへ、更に高周波線路の一部を介してPINダイオードD1bへと供給されている。バイアス電圧を遮断するため、点γ及びδから見てシリーズ回路のPINダイオードD2a又はD2bと逆側にコンデンサC4a又はC4bを、また各端子にコンデンサC6を、それぞれ設けている。この構成においては、ドライブ回路の個数が抑えられ、またバイアス電圧印加用の信号線も節約される他、バイアス電源が停止したときは入力1が送信アンテナANTにまた入力2がダミーロードRDに自動接続されるため、電源断に伴う不確定な状態の発生を防ぐことができる。また、各スイッチ回路を多段にしアイソレーションを向上させることも可能である。   Two drive circuits (36 and 37) are provided, and the bias voltage output from the drive circuit 36 is supplied to the PIN diode D2a via the capacitor C3a and the inductor L2a, and further to the PIN diode D1a via a part of the high-frequency line. Has been supplied to. Similarly, the bias voltage output from the drive circuit 37 is supplied to the PIN diode D2b via the capacitor C3b and the inductor L2b, and further to the PIN diode D1b via a part of the high frequency line. In order to cut off the bias voltage, a capacitor C4a or C4b is provided on the side opposite to the PIN diode D2a or D2b of the series circuit when viewed from the points γ and δ, and a capacitor C6 is provided at each terminal. In this configuration, the number of drive circuits is reduced, the signal line for applying the bias voltage is saved, and when the bias power supply is stopped, the input 1 is automatically set to the transmission antenna ANT and the input 2 is automatically set to the dummy load RD. Since it is connected, it is possible to prevent the occurrence of an indeterminate state due to the power interruption. It is also possible to improve isolation by providing each switch circuit in multiple stages.

更に、上述の実施形態は、図11に示した従来技術中の切替器SW1又はSW2に対する本発明の適用・改良例であるといえる。しかしながら、本発明は、図12に示した従来技術に適用すること、例えばその移相器をPINダイオード型移相器とし本発明の如く冗長化等の措置を施すことも可能である。更に、図11及び図12のいずれも、2台の放送機の出力を合成して送信するモードを有していた。上述の実施形態に係る切替器SWを利用して、かつ先に掲げた文献による開示を参照して、その種のモードを実現することが可能である。   Furthermore, it can be said that the above-described embodiment is an application / improvement example of the present invention to the switch SW1 or SW2 in the prior art shown in FIG. However, the present invention can be applied to the prior art shown in FIG. 12, for example, the phase shifter can be a PIN diode type phase shifter, and measures such as redundancy can be applied as in the present invention. Further, both of FIG. 11 and FIG. 12 have a mode in which the outputs of the two broadcasters are combined and transmitted. Such a mode can be realized by using the switch SW according to the above-described embodiment and referring to the disclosure by the literature listed above.

加えて、切替器SW内の各高周波線路、特にシャント回路近傍の部分に低インピーダンス法を適用することができる。簡便のため1個の高周波線路にシャント回路を1個のみ設けた構成を考えると、低インピーダンス法では、図10(a)に示すように、シャント回路S前後の例えばλ/4線路の固有インピーダンスを、他の部分の固有インピーダンスZ0に対して例えば1/2のZ0/2とする。図10(b)に示すように、この高周波線路とシャント回路との接続点から出力側を見たときのインピーダンスは、固有インピーダンスZ0/2のλ/4線路をインピーダンスZ0で終端したときのインピーダンスであるため、既知の法則によりZ0/4となる。また、図10(c)に示すように、当該接続点から見て入力側にλ/4離れた位置から当該接続点を見たときのインピーダンスは、固有インピーダンスZ0/2のλ/4線路をインピーダンスZ0/4で終端したときのインピーダンスであるため、既知の法則によりZ0となる。従って、図10(d)に示すように、上記接続点から見て入力側にλ/4離れた位置から出力側にλ/4離れた位置を見たときのインピーダンスはZ0であり、不整合は生じない。上記接続点に現れる高周波電圧に着目すると、インピーダンスがZ0/4に低下しているため、V=(PZ)1/2の式から、低インピーダンス法非適用時に比べて1/2倍に低下していることがわかる。 In addition, the low impedance method can be applied to each high-frequency line in the switch SW, particularly to a portion near the shunt circuit. Considering a configuration in which only one shunt circuit is provided on one high-frequency line for simplicity, in the low impedance method, as shown in FIG. 10A, for example, the intrinsic impedance of the λ / 4 line before and after the shunt circuit S Is Z0 / 2, for example, 1/2 of the intrinsic impedance Z0 of the other part. As shown in FIG. 10B, the impedance when the output side is viewed from the connection point between the high-frequency line and the shunt circuit is the impedance when the λ / 4 line having the intrinsic impedance Z0 / 2 is terminated with the impedance Z0. Therefore, Z0 / 4 is obtained according to a known law. Further, as shown in FIG. 10 (c), the impedance when the connection point is viewed from a position away from the input side by λ / 4 as viewed from the connection point is the λ / 4 line having the intrinsic impedance Z0 / 2. Since it is the impedance when terminated with the impedance Z0 / 4, it becomes Z0 according to a known law. Therefore, as shown in FIG. 10 (d), the impedance when looking at the position separated from the input side by λ / 4 from the connection point to the output side by λ / 4 as viewed from the connection point is Z0. Does not occur. Focusing on the high-frequency voltage appearing at the connection point, since the impedance is reduced to Z0 / 4, from the formula of V = (PZ) 1/2 , it is reduced to 1/2 times compared to when the low impedance method is not applied. You can see that

従って、低インピーダンス法の適用によって、より低い電圧仕様の半導体素子(PINダイオード)を使用することが可能になる。電圧低下に伴う電流増大については半導体素子並列個数の増加によって補えばよい。高電圧対応の半導体素子は高価でありまた入手困難である場合があるが、低電圧仕様の半導体素子は安価であり入手は一般に容易であるため、半導体素子並列個数の増加ひいてはそれによるコスト増を補ってあまりあるコスト低減効果が得られる。これによって、大電力向けの切替器をより安価に実現でき部品調達も迅速化できる。更に、図10では上記接続点がλ/2線路の中央に位置しているが、厳密に中央である必要はない。   Therefore, it is possible to use a semiconductor element (PIN diode) having a lower voltage specification by applying the low impedance method. The increase in current due to the voltage drop may be compensated by increasing the number of parallel semiconductor elements. High-voltage compatible semiconductor elements may be expensive and difficult to obtain, but low-voltage semiconductor elements are inexpensive and generally easy to obtain, increasing the number of parallel semiconductor elements and thus increasing costs. Complementary cost reduction effect can be obtained. As a result, a switch for high power can be realized at a lower cost, and parts procurement can be speeded up. Further, in FIG. 10, the connection point is located at the center of the λ / 2 line, but it is not necessary to be strictly at the center.

本発明は、ディジタル地上波テレビジョン放送機向けの切替器を初めとして、各種の切替器に適用できる。   The present invention can be applied to various types of switching devices including a switching device for digital terrestrial television broadcasting.

本発明の一実施形態に係る切替器の構成を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the structure of the switch concerning one Embodiment of this invention. 本実施形態におけるスイッチ回路の構成を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the structure of the switch circuit in this embodiment. 本実施形態におけるシャント回路の構造を示す図である。It is a figure which shows the structure of the shunt circuit in this embodiment. 本実施形態におけるUリンクの外観を示す側面図である。It is a side view which shows the external appearance of the U link in this embodiment. 本実施形態の変形例を示す部分回路図である。It is a partial circuit diagram which shows the modification of this embodiment. 本実施形態におけるスイッチ回路の変形例を、(a)及び(b)に一つずつ示す図である。It is a figure which shows the modification of the switch circuit in this embodiment one each in (a) and (b). 本実施形態に係る切替器の変形例の構成を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the structure of the modification of the switch which concerns on this embodiment. その変形例におけるスイッチ回路の構成を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the structure of the switch circuit in the modification. 更に他の変形例に係る切替器の構成を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the structure of the switch concerning another modification. 更に他の変形例における高周波線路の例を示す図であり、(a)は回路構成を、(b)〜(d)は高周波線路の合成原理をそれぞれ示す図である。It is a figure which shows the example of the high frequency line in another modification, (a) is a figure which shows a circuit structure, (b)-(d) is a figure which respectively shows the synthetic | combination principle of a high frequency line. 従来技術に係る切替器の構成を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the structure of the switch concerning a prior art. 従来技術に係る他の切替器の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the other switch concerning a prior art. 本発明の好適な実施形態におけるドライブ回路の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the drive circuit in suitable embodiment of this invention. バイアス電源制御による切替所要時間短縮手順を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the switch required time shortening procedure by bias power supply control.

符号の説明Explanation of symbols

31,32,35〜37 ドライブ回路、33,34 ダイオード実装部、43 制御回路、44 正電源、45 負電源、a〜h Uリンク端部位置、A〜H,α,β シャント回路配設個所、ANT 送信アンテナ、C1〜C6,C11,C12,C21,C22,C3a,C3b,C4a,C4b コンデンサ、D1,D1a,D1b,D11,D11a,D11b,D12,D2,D2a,D2b PINダイオード、F 温度ヒューズ、L1〜L3,L11,L11a,L11b,L12,L2a,L2b インダクタ、R1〜R4 シリーズ回路、RD ダミーロード、S,S1,S2 シャント回路、S11,S21 半導体スイッチ、SW 切替器、U,U1〜U4 Uリンク、Z0 固有インピーダンス、γ,δ シリーズ回路配設個所、λ 波長。   31, 32, 35 to 37 Drive circuit, 33 and 34 Diode mounting part, 43 Control circuit, 44 Positive power supply, 45 Negative power supply, a to h U link end position, A to H, α, β Shunt circuit location ANT transmitting antenna, C1 to C6, C11, C12, C21, C22, C3a, C3b, C4a, C4b capacitor, D1, D1a, D1b, D11, D11a, D11b, D12, D2, D2a, D2b PIN diode, F temperature Fuse, L1-L3, L11, L11a, L11b, L12, L2a, L2b Inductor, R1-R4 series circuit, RD dummy load, S, S1, S2 shunt circuit, S11, S21 Semiconductor switch, SW switch, U, U1 ~ U4 U link, Z0 intrinsic impedance, γ, δ series circuit location, Wavelength.

Claims (6)

所定の出力先に対し複数の入力元のうちいずれかを選択的に接続するための切替器であって、
各入力元と出力先とを高周波的に接続する複数の高周波線路と、当該高周波的接続を線路選択的に阻止するため高周波線路毎に設けられたスイッチ回路と、スイッチ回路を駆動するドライブ回路と、を備える切替器において、
スイッチ回路が、バイアス電圧に応じ導通/遮断する半導体素子を含み、
ドライブ回路が、対応するスイッチ回路内の半導体素子に対しバイアス電圧を印加する回路であり、
スイッチ回路のうち少なくともいずれかが、上記半導体素子が導通したときその高周波線路を介した伝送が阻止され遮断したとき許容されるよう、対応する高周波線路の中心導体と接地導体との間に上記半導体素子を挿入したシャント回路であり、
高周波線路のうち上記シャント回路の配設箇所を含み入力元側及び出力先側に跨りλ/2の自然数倍の電気長(λ:高周波線路を伝搬する信号の搬送波長)を有する線路部分が、その線路部分から見て入力元側及び出力先側にある線路部分に対して低い固有インピーダンスを有する線路部分であることを特徴とする切替器。
A switch for selectively connecting any one of a plurality of input sources to a predetermined output destination,
A plurality of high-frequency lines that connect each input source and output destination in high frequency, a switch circuit provided for each high-frequency line to selectively block the high-frequency connection, and a drive circuit that drives the switch circuit; In a switching device comprising:
The switch circuit includes a semiconductor element that conducts / cuts off according to a bias voltage,
The drive circuit is a circuit that applies a bias voltage to the semiconductor element in the corresponding switch circuit,
The semiconductor is connected between the center conductor and the ground conductor of the corresponding high-frequency line so that at least one of the switch circuits is permitted when transmission through the high-frequency line is blocked when the semiconductor element is conductive. It is a shunt circuit with an element inserted,
Among the high-frequency lines, a line portion including the arrangement location of the shunt circuit and having an electrical length (λ: a carrier wavelength of a signal propagating through the high-frequency line) that is a natural number multiple of λ / 2 across the input source side and the output destination side is A switching device characterized by being a line portion having a low intrinsic impedance with respect to a line portion on an input source side and an output destination side when viewed from the line portion.
請求項1記載の切替器において、
上記複数の高周波線路のうち少なくともいずれかについてスイッチ回路を複数個設け、
ドライブ回路をスイッチ回路毎に設けたことを特徴とする切替器。
The switch according to claim 1,
A plurality of switch circuits are provided for at least one of the plurality of high-frequency lines,
A switching device characterized in that a drive circuit is provided for each switch circuit.
請求項1記載の切替器において、
上記スイッチ回路内の半導体素子が、バイアスの順逆切替によって導通/遮断する半導体素子であり、更に、
上記半導体素子のバイアスを順バイアスから逆バイアスへ切替する際に、切替に要する時間が短くなるよう一時的に、順バイアス電流の値を減らす手段を、ドライブ回路に付設し又はドライブ回路内に設けたことを特徴とする切替器。
The switch according to claim 1,
The semiconductor element in the switch circuit is a semiconductor element that is turned on / off by forward / reverse switching of the bias, and
When switching the bias of the semiconductor element from forward bias to reverse bias, means for temporarily reducing the value of the forward bias current is provided in the drive circuit or provided in the drive circuit so that the time required for switching is shortened. A switching device characterized by that.
請求項1記載の切替器において、
上記スイッチ回路内の半導体素子が、バイアスの順逆切替によって導通/遮断する半導体素子であり、更に、
上記半導体素子のバイアスを逆バイアスから順バイアスへ切替する際に、切替に要する時間が短くなるよう一時的に、逆バイアス電圧の値を減らす手段を、ドライブ回路に付設し又はドライブ回路内に設けたことを特徴とする切替器。
The switch according to claim 1,
The semiconductor element in the switch circuit is a semiconductor element that is turned on / off by forward / reverse switching of the bias, and
When switching the bias of the semiconductor element from reverse bias to forward bias, means for temporarily reducing the value of the reverse bias voltage is provided in the drive circuit or provided in the drive circuit so as to shorten the time required for switching. A switching device characterized by that.
所定の出力先に対し複数の入力元のうちいずれかを選択的に接続するための切替器であって、
各入力元と出力先とを高周波的に接続する複数の高周波線路と、当該高周波的接続を線路選択的に阻止するため高周波線路毎に設けられたスイッチ回路と、スイッチ回路を駆動するドライブ回路と、を備える切替器において、
各スイッチ回路が、バイアス電圧に応じ導通/遮断する半導体素子を含み、
ドライブ回路が、対応するスイッチ回路内の半導体素子に対しバイアス電圧を印加する回路であり、
スイッチ回路のうち少なくともいずれかのスイッチ回路が、その半導体素子が導通したときその高周波線路を介した伝送が許容され遮断したとき阻止されるよう、対応する高周波線路の中心導体に半導体素子を挿入したシリーズ回路であり、他のスイッチ回路が、その半導体素子が導通したときその高周波線路を介した伝送が阻止され遮断したとき許容されるよう、対応する高周波線路の中心導体と接地導体との間に上記半導体素子を挿入したシャント回路であり、
同一の入力元又は出力先に接続されている複数の高周波線路のうちいずれかについてはスイッチ回路としてシリーズ回路を、残りの高周波線路についてはスイッチ回路としてシャント回路をそれぞれ設け、
シリーズ回路に対応してドライブ回路を設ける一方、そのドライブ回路からシャント回路に至るバイアス電圧供給経路をシャント回路に対応して設け、
入力元及び出力先をドライブ回路に対して直流的に遮断するコンデンサを入力元、出力先又は高周波線路上に設けることにより、複数の高周波線路のうちシリーズ回路配設箇所からシャント回路配設箇所に至る線路部分を、シリーズ回路に対応して設けられたドライブ回路からシャント回路に至るバイアス電圧供給経路として機能させ、
上記スイッチ回路内の半導体素子が、バイアスの順逆切替によって導通/遮断する半導体素子であり、更に、
上記半導体素子のバイアスを順バイアスから逆バイアスへ切替する際に、切替に要する時間が短くなるよう一時的に、順バイアス電流の値を減らす手段を、ドライブ回路に付設し又はドライブ回路内に設けたことを特徴とする切替器。
A switch for selectively connecting any one of a plurality of input sources to a predetermined output destination,
A plurality of high-frequency lines that connect each input source and output destination in high frequency, a switch circuit provided for each high-frequency line to selectively block the high-frequency connection, and a drive circuit that drives the switch circuit; In a switching device comprising:
Each switch circuit includes a semiconductor element that conducts / cuts off according to a bias voltage,
The drive circuit is a circuit that applies a bias voltage to the semiconductor element in the corresponding switch circuit,
At least one of the switch circuits has a semiconductor element inserted in the center conductor of the corresponding high-frequency line so that transmission through the high-frequency line is allowed and blocked when the semiconductor element is conductive A series circuit, between which the other switch circuit is allowed between the center conductor and the ground conductor of the corresponding high-frequency line so that transmission through the high-frequency line is blocked and blocked when the semiconductor element is conductive. A shunt circuit in which the semiconductor element is inserted;
A series circuit is provided as a switch circuit for any of a plurality of high-frequency lines connected to the same input source or output destination, and a shunt circuit is provided as a switch circuit for the remaining high-frequency lines,
While providing a drive circuit corresponding to the series circuit, a bias voltage supply path from the drive circuit to the shunt circuit is provided corresponding to the shunt circuit,
By providing capacitors on the input source, output destination, or high-frequency line that cut off the input source and output destination in direct current with respect to the drive circuit, from the series circuit location to the shunt circuit location in the multiple high-frequency lines. The line part that reaches is made to function as a bias voltage supply path from the drive circuit provided corresponding to the series circuit to the shunt circuit,
The semiconductor element in the switch circuit is a semiconductor element that is turned on / off by forward / reverse switching of the bias, and
When switching the bias of the semiconductor element from forward bias to reverse bias, means for temporarily reducing the value of the forward bias current is provided in the drive circuit or provided in the drive circuit so that the time required for switching is shortened. A switching device characterized by that.
所定の出力先に対し複数の入力元のうちいずれかを選択的に接続するための切替器であって、
各入力元と出力先とを高周波的に接続する複数の高周波線路と、当該高周波的接続を線路選択的に阻止するため高周波線路毎に設けられたスイッチ回路と、スイッチ回路を駆動するドライブ回路と、を備える切替器において、
各スイッチ回路が、バイアス電圧に応じ導通/遮断する半導体素子を含み、
ドライブ回路が、対応するスイッチ回路内の半導体素子に対しバイアス電圧を印加する回路であり、
スイッチ回路のうち少なくともいずれかのスイッチ回路が、その半導体素子が導通したときその高周波線路を介した伝送が許容され遮断したとき阻止されるよう、対応する高周波線路の中心導体に半導体素子を挿入したシリーズ回路であり、他のスイッチ回路が、その半導体素子が導通したときその高周波線路を介した伝送が阻止され遮断したとき許容されるよう、対応する高周波線路の中心導体と接地導体との間に上記半導体素子を挿入したシャント回路であり、
同一の入力元又は出力先に接続されている複数の高周波線路のうちいずれかについてはスイッチ回路としてシリーズ回路を、残りの高周波線路についてはスイッチ回路としてシャント回路をそれぞれ設け、
シリーズ回路に対応してドライブ回路を設ける一方、そのドライブ回路からシャント回路に至るバイアス電圧供給経路をシャント回路に対応して設け、
入力元及び出力先をドライブ回路に対して直流的に遮断するコンデンサを入力元、出力先又は高周波線路上に設けることにより、複数の高周波線路のうちシリーズ回路配設箇所からシャント回路配設箇所に至る線路部分を、シリーズ回路に対応して設けられたドライブ回路からシャント回路に至るバイアス電圧供給経路として機能させ、
上記スイッチ回路内の半導体素子が、バイアスの順逆切替によって導通/遮断する半導体素子であり、更に、
上記半導体素子のバイアスを逆バイアスから順バイアスへ切替する際に、切替に要する時間が短くなるよう一時的に、逆バイアス電圧の値を減らす手段を、ドライブ回路に付設し又はドライブ回路内に設けたことを特徴とする切替器。
A switch for selectively connecting any one of a plurality of input sources to a predetermined output destination,
A plurality of high-frequency lines that connect each input source and output destination in high frequency, a switch circuit provided for each high-frequency line to selectively block the high-frequency connection, and a drive circuit that drives the switch circuit; In a switching device comprising:
Each switch circuit includes a semiconductor element that conducts / cuts off according to a bias voltage,
The drive circuit is a circuit that applies a bias voltage to the semiconductor element in the corresponding switch circuit,
At least one of the switch circuits has a semiconductor element inserted in the center conductor of the corresponding high-frequency line so that transmission through the high-frequency line is allowed and blocked when the semiconductor element is conductive A series circuit, between which the other switch circuit is allowed between the center conductor and the ground conductor of the corresponding high-frequency line so that transmission through the high-frequency line is blocked and blocked when the semiconductor element is conductive. A shunt circuit in which the semiconductor element is inserted;
A series circuit is provided as a switch circuit for any of a plurality of high-frequency lines connected to the same input source or output destination, and a shunt circuit is provided as a switch circuit for the remaining high-frequency lines,
While providing a drive circuit corresponding to the series circuit, a bias voltage supply path from the drive circuit to the shunt circuit is provided corresponding to the shunt circuit,
By providing capacitors on the input source, output destination, or high-frequency line that cut off the input source and output destination in direct current with respect to the drive circuit, from the series circuit location to the shunt circuit location in the multiple high-frequency lines. The line part that reaches is made to function as a bias voltage supply path from the drive circuit provided corresponding to the series circuit to the shunt circuit,
The semiconductor element in the switch circuit is a semiconductor element that is turned on / off by forward / reverse switching of the bias, and
When switching the bias of the semiconductor element from reverse bias to forward bias, means for temporarily reducing the value of the reverse bias voltage is provided in the drive circuit or provided in the drive circuit so as to shorten the time required for switching. A switching device characterized by that.
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