JP2018523931A - バイパスの回路構造を伴うｒｆスイッチ - Google Patents

Abstract

高周波信号スイッチ回路において、インサーキットモードとバイパスモードとのどちらであっても、Ｎ個の高周波（ＲＦ）入力端子のいずれかをスイッチ出力ポートと接続することを許容する。本発明の実施形態では、バイパス路を入力の整合ネットワークから分離することを可能にするものであり、その一方で、直列入力路で単一のスイッチを、両方のモードに対して併用させる。いずれのモードでも、本回路は同時に、小さな入力挿入損失（従って、小さな雑音指数）と高レベルのバイパスモード分離とを得る。

Description

本出願は、２０１５年７月２８日に提出されたアメリカ合衆国特許出願１４／８１１，１５９に関して優先権を主張する。その開示は参照により全体として本明細書に組み込まれる。

本発明は、バイパスの回路構造を伴う電子高周波（ＲＦ）回路に関し、より詳しくはＲＦ信号スイッチ回路に関する。

高周波（ＲＦ）信号スイッチは、ＲＦシステムの様々な各装置の間、例えば一つ以上のアンテナと１個以上の送信器及び／又は受信器との間などで、ＲＦ信号を導くための一般的な回路である。例えば、携帯電話のような、一方向又は双方向無線装置、また全地球測位システム（ＧＰＳ）の装置など、ＲＦ信号スイッチはさまざまな装置に使用されている。

無線信号受信器のように、ノイズに敏感な電子システムではＲＦ信号スイッチを使用することが普通行われている。この受信器は、しばしば非常に弱い信号（例えば、アンテナで取得される伝送された電波）が与えられ、これにより、信号を増幅するために低ノイズ増幅器（ＬＮＡ）を使うことが普通になっている。また、ＬＮＡの入力には整合ネットワークを設け、ＬＮＡへの電力供給を最大化することも普通に行われている。

低ノイズ増幅器（ＬＮＡ）の雑音指数（ＮＦ）は、与えられたインピーダンスと、及びＬＮＡの入力より手前側での挿入損失（ＩＬ）とに、非常に影響を受ける。例えば、典型的な携帯電話の電波ＬＮＡ構造では、ＲＦスイッチと直列になったバンドパスフィルターのセットがＬＮＡの入力にあり、無線トランシーバーに送るべき特定の帯域を選択することに用いられる。ＮＦを低減するためには、小さな挿入損失（ＩＬ）を有するＲＦ信号スイッチを必要とする。しかし、ある動作モードでは、ＬＮＡはバイパス可能であることが必要になり、このモードでは、ＬＮＡはバイパス信号路から分離されることとなる。

例えば図１は、従来技術に係るＲＦ信号スイッチ１００の概略図である。ここでＮ個のＲＦ入力端子ＲＦ_１〜ＲＦ_Ｎのうち１個が、整合ネットワーク及びＬＮＡブロック１０２を介して、又はバイパス路１０４を介して、スイッチ出力ポートに接続されるようになっている。ＲＦ入力端子ＲＦ_１〜ＲＦ_Ｎは、各アンテナに接続されるようになっている。整合ネットワークとＬＮＡブロック１０２は、破線で表示したように、ＲＦ信号スイッチ１００の外部に全体が設けられている。

図示した例で「インサーキット」モードの場合は、入力端子ＲＦ_１に対応する直列スイッチＳ_１を閉じ、対応するシャントスイッチＳｈ_１を開き、バイパススイッチを開き、出力接続スイッチＳ_Ｃを閉じ、出力接続シャントスイッチＳｈ_Ｃを開くことで、入力端子ＲＦ_１は整合ネットワークとＬＮＡブロック１０２とに接続されるようになっている。このモードで、他の各ＲＦ入力端子ＲＦ_２〜ＲＦ_Ｎに対しては、対応する直列スイッチＳ_２〜Ｓ_Ｎは開かれ、対応するシャントスイッチＳｈ_２〜Ｓｈ_Ｎは閉じられている。どの他のＲＦ入力端子ＲＦ_２〜ＲＦ_Ｎも、同様に、整合ネットワーク及びＬＮＡブロック１０２と、インサーキットで接続されてよい。

バイパスモードでは、入力端子ＲＦ_１に対応する直列スイッチＳ_１を閉じ、対応するシャントスイッチＳｈ_１を開き、バイパススイッチを閉じ、出力接続スイッチＳ_Ｃを開き、出力接続シャントスイッチＳｈ_Ｃを閉じることで、入力端子ＲＦ_１はスイッチ出力部に直接接続されるようになっている。このモードで、他の各ＲＦ入力端子ＲＦ_２〜ＲＦ_Ｎに対しては、対応する直列スイッチＳ_２〜Ｓ_Ｎは開かれ、対応するシャントスイッチＳｈ_２〜Ｓｈ_Ｎは閉じられている。どの他のＲＦ入力端子ＲＦ_２〜ＲＦ_Ｎも、同様に、整合ネットワーク及びＬＮＡブロック１０２をバイパスするように接続されてよい。

図１に示す回路構成に生じる問題は、ＬＮＡが作動状態（ａｃｔｉｖｅ）でないときに、ＬＮＡの入力における整合ネットワークがバイパス路１０４から分離（ｉｓｏｌａｔｅ）されていないことである。整合ネットワークは、ＲＦ信号スイッチ１００の出力インピーダンスに好ましくない影響を与え、バイパス路１０４のＩＬの劣化を引き起こす。劣化の深刻さは、ＬＮＡ入力の整合ネットワークの構造や個々の数値に依存するものである。このバイパス路ＩＬの劣化のために、モジュールの開発者は、良好なＬＮＡの入力整合と、小さなバイパス路ＩＬとの間のバランスを見出すことに骨を折ることとなる。

もし、ＬＮＡ入力整合ネットワークからバイパス路を分離することが望まれる場合は、通常の手法としては、整合ネットワークの手前側に、もう一つの直列・シャントスイッチ対を追加することがある。例えば、図２は、従来技術の図１のＲＦ信号スイッチの概略図であって、整合ネットワークとＬＮＡブロック１０２との手前側に、分離用の直列・シャントスイッチ対Ｓ_Ｉ／Ｓｈ_Ｉ１０６が接続されている。バイパスモードでは、分離用の直列スイッチＳ_Ｉが開かれ、分離用のシャントスイッチＳｈ_Ｉが閉じられる。これにより、整合ネットワークの入力を回路接地に結合し、整合ネットワークをバイパス路１０４から完全に分離する。インサーキットモードでは逆に、分離用の直列スイッチＳ_Ｉが閉じられ、分離用のシャントスイッチＳｈ_Ｉが開かれる。

しかし、図２に示す回路構成の下方で、追加された直列スイッチＳ_Ｉは、図１に示す構成と比べてＬＮＡへの入力ＩＬを増大させ、システムの雑音指数ＮＦを大きくしてしまう。これは、例示したスイッチは、閉じられた場合に完全な導体とならず、いくらかのインピーダンスを生じてしまうからである。

従って、小さな入力ＩＬ（従って小さな雑音指数ＮＦ）と高分離とが同時に得られるＲＦ信号スイッチ回路が必要になる。本発明はこの必要性に対処するものである。

本発明は、ＲＦ信号スイッチ回路の実施形態を含む。ＲＦ信号スイッチ回路は、Ｎ個のＲＦ入力端子ＲＦ_１〜ＲＦ_Ｎを全て、インサーキットモード、バイパスモードのいずれでも、スイッチ出力ポートに接続できるようにする。本発明の実施形態では、バイパス路を入力の整合ネットワークから分離することを可能にするものであり、その一方で、直列入力路で単一のスイッチを、両方のモードに対して併用させる。いずれのモードでも、本回路は同時に、小さな入力挿入損失ＩＬ（従って、小さな雑音指数ＮＦ）と高レベルのバイパスモード分離とを得る。

一つの実施形態では、ＲＦ信号スイッチ回路のインサーキット経路（ｉｎ−ｃｉｒｃｕｉｔ ｐａｔｈ）は、分離及び／又は挿入損失に感応するターゲット回路（ＬＮＡやデジタルステップ減衰器など）の入力に、結合される。これは任意の整合ネットワークを含んでもよい。ターゲット回路、任意の整合ネットワークは、普通は、ＲＦ信号スイッチ回路に対してオフサーキット（ｏｆｆ−ｃｉｒｃｕｉｔ）であるが、回路の全体を、ハイブリッド又はモノリシック構造で製作してもよい。いくつかの実施形態で、整合ネットワークはターゲット回路と一体に設けてもよい。

一つの実施形態では、各ＲＦ入力端子ＲＦ_１〜ＲＦ_Ｎは、３個の対応するスイッチに直接接続されている。即ち、経路内接続スイッチＩＣ＿Ｓ_ｘ，シャントスイッチＳｈ_ｘ，バイパススイッチＢＰ＿Ｓ_ｘである（ここで「ｘ」は、対応するＲＦ入力端子の識別子であって、１〜Ｎを取り、このＮは１になりうる）。各ＲＦ入力端子ＲＦ_１〜ＲＦ_Ｎに対して、全ての経路内接続スイッチＩＣ＿Ｓ_ｘと分離用のシャントスイッチＳｈ_Ｉとは、インサーキット経路に接続されている。他の実施形態では、ＲＦ入力端子ＲＦ_１〜ＲＦ_Ｎは１セット以上の経路内接続スイッチＩＣ＿Ｓ_ｘを備えていてよく、また並列のインサーキット経路に接続された、対応する分離用のシャントスイッチＳｈ_Ｉを備えていてよい。この構成は、例えば、どのターゲット回路へのものでも直列スイッチ（ｓｅｒｉｅｓ ｓｗｉｔｃｈ）の数を増やさずに、複数のターゲット回路に選択的に複数のアンテナを接続できるようにする。

ターゲット回路の出力は、スイッチ戻り路に接続され、スイッチ戻り路は、出力接続直列スイッチＳ_Ｃを介してＲＦ信号スイッチ回路のスイッチ出力部に、又は、出力接続シャントスイッチＳｈ_Ｃを介して回路接地に、選択的に接続可能である。

作用として、いずれのＲＦ入力端子ＲＦ_１〜ＲＦ_Ｎに与えられたＲＦ信号も、単一のスイッチを介してターゲット回路に（また、スイッチ出力部に）結合されてよく、また、スイッチ回路に結合されたいずれの整合ネットワークの完全な分離を行って、バイパス路からスイッチ出力部に送られてよい。

本発明の一つ以上の実施形態の詳細は、添付の図面及び以下の記載の中に開示される。本発明の他の特徴、目的及び利点は、説明及び図面、また請求項から明らかになる。

従来技術に係るＲＦ信号スイッチの概略図であり、整合ネットワーク及びＬＮＡブロックを介して、又はバイパス路を介して、Ｎ個のＲＦ入力端子ＲＦ_１〜ＲＦ_Ｎのうち１個がスイッチ出力部に接続されうる。 図１の従来技術に係るＲＦ信号スイッチの概略図であり、整合ネットワーク及びＬＮＡブロックの手前側で分離直列・シャントスイッチ対Ｓ_Ｉ／Ｓｈ_Ｉが接続されている。 本発明に基づくＲＦ信号スイッチ回路の実施形態の概略図である。 インサーキットモードで構成された図３の実施形態の概略図である。 バイパスモードで構成された図３の実施形態の概略図である。 図３に示した各バイパススイッチＢＰ＿Ｓ１ないしＢＰ＿ＳＮに対しての、高分離の「Ｔ」タイプ直列・シャント・直列バイパススイッチ置き換え回路の概略図である。 図１，２，３からの三つのシミュレートした回路構造のそれぞれに対して、周波数と、ＬＮＡへの直列入力路の挿入損失を比較するグラフである。 図１，２，３からの三つのシミュレートした回路構造のそれぞれに対して、周波数と、バイパス路の挿入損失を比較するグラフである。これらの図面で同一の参照数字と符号は、類似の要素を示すものである。

図３は、本発明に係るＲＦ信号スイッチ回路３００の実施形態の概略図である。ＲＦ信号スイッチ回路３００は、Ｎ個のＲＦ入力端子ＲＦ_１〜ＲＦ_Ｎを全て、インサーキットモード、バイパスモードのいずれでも、スイッチ出力ポートに接続できるようにする。本発明の実施形態では、バイパス路を入力の整合ネットワークから分離することを可能にするものであり、その一方で、直列入力路で単一のスイッチを、両方のモードに対して併用させる。いずれのモードでも、本回路は同時に、小さな入力挿入損失ＩＬ（従って、小さな雑音指数ＮＦ）と高レベルのバイパスモード分離とを得る。

例示した実施形態において、ＲＦ信号スイッチ回路３００のインサーキット経路（ｉｎ−ｃｉｒｃｕｉｔ ｐａｔｈ）３０２は、分離及び／又は挿入損失に感応するターゲット回路３０４（ＬＮＡやデジタルステップ減衰器など）の入力に、直接に、又は任意の整合ネットワーク３０６（破線の輪郭で示す）を介して結合されている。ターゲット回路３０４，整合ネットワーク３０６は、普通は、ＲＦ信号スイッチ回路３００に対してオフサーキット（ｏｆｆ−ｃｉｒｃｕｉｔ）であるが、図３に示した回路の全体を、ハイブリッド又はモノリシック構造で製作してもよい。ある実施形態では、整合ネットワーク３０６はターゲット回路３０４と一体に設けてもよい。しかし下記の説明では、便宜上、ターゲット回路３０４，整合ネットワーク３０６をそれぞれ別要素として扱うものとする。

例示した実施形態において、各ＲＦ入力端子ＲＦ_１〜ＲＦ_Ｎは、３個の対応するスイッチに直接接続されている。即ち、経路内接続スイッチＩＣ＿Ｓ_ｘ，シャントスイッチＳｈ_ｘ，バイパススイッチＢＰ＿Ｓ_ｘである（ここで「ｘ」は、対応するＲＦ入力端子の識別子であって、１〜Ｎを取り、このＮは１になりうる）。各ＲＦ入力端子ＲＦ_１〜ＲＦ_Ｎに対して、全ての経路内接続スイッチＩＣ＿Ｓ_ｘと分離用の（ｉｓｏｌａｔｉｏｎ）シャントスイッチＳｈ_Ｉとは、インサーキット経路３０２に接続されている。

ＲＦ信号スイッチは、ターゲット回路３０４の出力に結合されるスイッチ戻り路３０８を有する。スイッチ戻り路３０８は、出力接続直列スイッチＳ_Ｃを介してＲＦ信号スイッチ回路３００のスイッチ出力部に、又は、出力接続シャントスイッチＳｈ_Ｃを介して回路接地に、選択的に接続可能である。

他の実施形態では、ＲＦ入力端子ＲＦ_１〜ＲＦ_Ｎは１セット以上の経路内接続スイッチＩＣ＿Ｓ_ｘを備えていてよく、また並列のインサーキット経路３０２に接続された、対応する分離用のシャントスイッチＳｈ_Ｉを備えていてよい。この構成は、例えば、どのターゲット回路３０４へのものでも直列スイッチの数を増やさずに、複数のターゲット回路３０４に選択的に複数のアンテナを接続できるようにする。この構成では、ＲＦ信号スイッチ回路３００は、複数の並列なスイッチ戻り路３０８を有するものである。これはそれぞれ、対応するターゲット回路３０４，対応する出力接続直列スイッチＳ_Ｃ，対応する出力接続シャントスイッチＳｈ_Ｃに結合される。

図３に関して述べた上記のスイッチの全ては、スイッチをオン・オフ状態にするために、普通用いられる形態での外部のスイッチング回路（図示せず）を用いて制御されてよい。

図４Ａは、インサーキットモードで構成された図３に示す実施形態の概略図である。本例では、ＲＦ入力端子ＲＦ_１に送られた信号は、閉じられた経路内接続スイッチＩＣ＿Ｓ_１を介してインサーキット経路３０２に結合され、整合ネットワーク３０６を介してターゲット回路３０４に結合され、今度はさらにスイッチ戻り路３０８に送られ、閉じられた出力接続直列スイッチＳ_Ｃを通過し、スイッチ出力部に送られる。シャントスイッチＳｈ_１、及びＲＦ入力端子ＲＦ_１用のバイパススイッチＢＰ＿Ｓ_１は開かれる。また分離用のシャントスイッチＳｈ_Ｉと出力接続シャントスイッチＳｈ_Ｃも開かれる。

他のＲＦ入力端子ＲＦ_２〜ＲＦ_Ｎはそれぞれ、対応するシャントスイッチＳｈ_２〜Ｓｈ_Ｎを介して、回路接地に分岐される。その対応する経路内接続スイッチＩＣ＿Ｓ_２ないしＩＣ＿Ｓ_Ｎ、及びバイパススイッチＢＰ＿Ｓ_２ないしＢＰ＿Ｓ_Ｎは、開かれる。従って、ＲＦ入力端子ＲＦ_２〜ＲＦ_Ｎは、ＲＦ入力端子ＲＦ_１を介して作動状態（ａｃｔｉｖｅ）の信号路から分離される。

図４Ａに示す構成で、ＲＦ入力端子ＲＦ_１の入力信号は、整合ネットワーク３０６に送られる前に１個のスイッチ（ＩＣ＿Ｓ_１）を通過するだけである。従って、整合ネットワーク３０６，ターゲット回路３０４への挿入損失は最小のものとなる。

図４Ｂは、バイパスモードで構成された図３に示す実施形態の概略図である。本例では、ＲＦ入力端子ＲＦ_１に与えられた信号は、閉じられたバイパススイッチＢＰ＿Ｓ_１を介してスイッチ出力部に送られる。ＲＦ入力端子ＲＦ_１のためのシャントスイッチＳｈ_１と経路内接続スイッチＩＣ＿Ｓ_１とは、開かれる。分離用のシャントスイッチＳｈ_Ｉ及び出力接続シャントスイッチＳｈ_Ｃは、ともに閉じられるので、整合ネットワーク３０６の入力とターゲット回路３０４の出力とが、回路接地に結合される。

他の各ＲＦ入力端子ＲＦ_２〜ＲＦ_Ｎが、再び、対応するシャントスイッチＳｈ_２〜Ｓｈ_Ｎを介して回路接地に分岐される。その対応する経路内接続スイッチＩＣ＿Ｓ_２ないしＩＣ＿Ｓ_Ｎ、及びバイパススイッチＢＰ＿Ｓ_２ないしＢＰ＿Ｓ_Ｎが開かれる。これにより、ＲＦ入力端子ＲＦ_２〜ＲＦ_Ｎが、ＲＦ入力端子ＲＦ_１を介して作動状態の信号路から分離される。

図４Ｂに示した構成では、ＲＦ入力端子ＲＦ_１での入力信号は、スイッチ出力部に送られる前に、１個のスイッチ（ＢＰ＿Ｓ_１）のみを通過する。従って、整合ネットワーク３０６，ターゲット回路３０４からは完全に分離されている。

明らかなことであるが、インサーキットモード、バイパスモードで、どの他のＲＦ入力端子ＲＦ_２〜ＲＦ_Ｎも、同様に接続されてよい。複数のターゲット回路３０４の場合は、非作動状態の（ｉｎａｃｔｉｖｅ）各ターゲット回路３０４が、対応するインサーキット経路３０２，スイッチ戻り路３０８のシャント・直列スイッチの適切な組み合わせから分離することになる。（例えば、対応する経路内接続スイッチＩＣ＿Ｓ_ｘを開き、対応する分離用のシャントスイッチＳｈ_Ｉを閉じ、対応する出力接続直列スイッチＳ_Ｃを開き、対応する出力接続シャントスイッチＳｈ_Ｃを閉じることによって、分離が行われる。）

［他のバイパススイッチ回路］

図３に示す例で、ターゲット回路３０４の入力からスイッチ出力部を一層高レベルに分離することが望まれる場合は、対応するバイパススイッチＢＰ＿Ｓ_１ないしＢＰ＿Ｓ_Ｎを「Ｔ」タイプの直列・シャント・直列回路バイパススイッチの構造で置き換えてもよい。これは、ターゲット回路３０４の入力からスイッチ出力部をよりよく分離するのに有益である。なぜならば、スイッチ出力部に存在する増幅された信号周波数を、ターゲット回路３０４の入力に加えることが可能なコンデンサーとして、単一のバイパススイッチＢＰ＿Ｓ_１（特に、電界効果トランジスターとして実装されたもの）は振る舞うからである。よりよく分離すると、フィードバックを防止し、ターゲット回路３０４の安定性を上昇させる。しかし、ターゲット回路３０４が増幅を行わない（例えば、ターゲット回路がデジタルステップ減衰器である）場合は、図３に示した、簡素に構成された単一スイッチであるバイパススイッチＢＰ＿Ｓ_１ないしＢＰ＿Ｓ_Ｎの方が好適であるとも言える。

図５は、図３に示す各バイパススイッチＢＰ＿Ｓ_１ないしＢＰ＿Ｓ_Ｎに対しての、高分離の「Ｔ」タイプの直列・シャント・直列回路バイパススイッチ置き換え回路５００の概略図である。バイパスモードでの作動状態の信号路の場合（例えば、ＲＦ入力端子ＲＦ_１に信号が加えられた場合）には、直列スイッチＳｗＡが閉じられ、直列スイッチＳｗＢが閉じられ、シャントスイッチＳｈが開かれる。これにより、ＲＦ入力端子ＲＦ_１からスイッチ出力部への信号の伝送を導く。（ただし、図３に示す単一スイッチであるバイパススイッチＢＰ＿Ｓ_１ないしＢＰ＿Ｓ_Ｎと比較すると第２直列スイッチを付加するため、バイパス路ＩＬはわずかに悪い。）

インサーキットモードでの作動状態の信号路の場合、またいずれかのモードでの非作動の信号路の場合には、直列スイッチＳｗＡが開かれ、直列スイッチＳｗＢが開かれ、シャントスイッチＳｈが閉じられる。これにより、２個の直列スイッチＳｗＡ，ＳｗＢの間の接合部を接地し、ターゲット回路３０４への入力のスイッチ出力部からの分離を、有意に高めるのである。

［シミュレーションの結果］

図１，２に示す二つの回路構造（ｔｏｐｏｌｏｇｉｅｓ）、及び図３に示す新規な回路構造のシミュレーションを行い、選択された抵抗器、コンデンサー、インダクター、また選択されたＬＮＡの散乱パラメーター（Ｓパラメーター）を用いて、比較した。ＦＥＴスイッチは、開かれたときに（非導通状態の場合）コンデンサーとして、閉じられたときに（導通する場合）抵抗器として振る舞うことが知られる。従ってシミュレーションでは、コンデンサーが開かれたスイッチを構成するように用いられ、抵抗器が閉じられたスイッチを構成するように用いられた。電気容量と抵抗の値は、現行のＲＦスイッチＩＣ技術に基づいて選択されたものである。インダクターは、ポート位置で用いられ、予想される外部の整合ネットワークをシミュレートした。Ｓパラメーターは、このスイッチと組み合わせて使用可能な付随した整合ネットワークとともに、典型的なＬＮＡ（オフ状態）で測定された。これは、入力がバイパス路から正しく分離されていない場合に、入力の整合ネットワークでのオフ状態のＬＮＡが有することになる効果を得るために、行われた。図５に示す高分離の直列・シャント・直列構造を用いて、バイパススイッチはシミュレーションが行われた。

図６Ａは、図１（カーブ６０２）、図２（カーブ６０４）、図３（カーブ６０６）に基づいてシミュレートされた三つの回路構造のそれぞれのためのＬＮＡへの直列入力路の挿入損失に対して、周波数を比較するグラフ６００である。点ｍ２は、約１．５ＧＨｚの周波数を示し、点ｍ３は、約２．６９ＧＨｚの周波数を示す。図１（カーブ６０２）と図３（カーブ６０６）の回路構造は、よく似たＩＬ性能を有するが、図２（カーブ６０４）の回路構造では（図１の回路構造よりも分離は良好であるが）、直列入力路の第２スイッチ（１０６）の付加に起因して、ＩＬが劣化したものとなる。

図６Ｂは、図１（カーブ６１２）、図２（カーブ６１４）、図３（カーブ６１６）に基づいてシミュレートされた三つの回路構造のそれぞれのためのバイパス路の挿入損失に対して、周波数を比較するグラフ６１０である。点ｍ４は、約１．５ＧＨｚの周波数を示し、点ｍ５は、約２．６９ＧＨｚの周波数を示す。図６Ａの結果とは反対に、図２（カーブ６１４）と図３（カーブ６１６）の回路構造は、よく似たＩＬ性能を有するが、図３（カーブ６１６）の回路構造では、全ての周波数に対して、幾分良好であり、高い周波数に対して有意に良好である。非分離のＬＮＡ（オフ状態）の好ましくない結果が、図１（カーブ６１２）の回路構造のバイパスＩＬに認められる。これは、周波数が上がるにつれて急速に悪くなる。全てのシミュレーションにおいて、入力直列ＩＬは、入力の整合ネットワークのためのインダクターを使用しただけで、最適化されたのである。バイパス路でのＩＬの劣化の深刻さは、使用される入力の整合ネットワークのタイプに大きく依存する。異なる整合ネットワーク回路の場合は、図１（カーブ６１２）の回路構造に起因して、ＩＬ劣化をさらに大きくする恐れがある。

図６Ａを図６Ｂと比較すると、図３（カーブ６０６，６１６）に示した新規な回路構造は、図１（カーブ６０２，６１２）及び図２（カーブ６０４，６１４）の回路構造よりも、全体のＩＬ性能がよくなることが明らかに分かる。ただし、バイパスＩＬと入力直列ＩＬとの間に付随するトレードオフは残っている。

本技術分野で通常の技術を有する者にとって直ちに明らかなように、本発明の種々の実施形態は、多様な仕様を満たすように構成できる。従って、各部の適切な数値を選択することは、設計に関する事項となる。特に、図３〜５に示すスイッチはいずれのタイプのものであってもよいが、集積回路（ＩＣ）の電界効果トランジスター（ＦＥＴ）として作製することが望ましい。本発明の種々の実施形態は、いかなる適切なＩＣ技術（限定はされないが、ＭＯＳＦＥＴ構造、ＩＦＧＥＴ構造を含む）で実装してもよいし、ハイブリッド回路やディスクリート回路の形態で実装してもよい。集積回路の実施形態は、いかなる適切な基板や工程を用いて製作してもよい。これは、限定はされないが、通常のバルクシリコン、シリコン・オン・インシュレーター（ＳＯＩ）、シリコン・オン・サファイア（ＳＯＳ）、ヒ化ガリウムｐＨＥＭＴ工程、ＭＥＳＦＥＴ工程であってもよい。特定の仕様、及び／又は実装技術（例えばＮＭＯＳ，ＰＭＯＳ，ＣＭＯＳ）に依存して、電圧レベルが調節されてもよいし、電圧の極性が反転されてもよい。それぞれの電圧、電流、電力を扱う能力は、必要に応じて適合したものとしてもよい。例えば、装置サイズを調節し、各部を「積層」してより大きな電圧を扱うようにしたり、及び／又は複数の各部を並列に用いてより大きな電流を扱うようにしたりしてもよい。

［方法］

本発明の別の態様によれば、高周波信号をスイッチングする方法であって、
（ａ）シャントスイッチ、バイパススイッチ、及び経路内接続スイッチを備えている少なくとも１個のＲＦ入力ポートを設けるステップと、
（ｂ）ターゲット回路の入力に結合するように構成されたインサーキット経路に、各経路内接続スイッチを結合するステップと、
（ｃ）各バイパススイッチをスイッチ出力ポートに結合するステップと、
（ｄ）各シャントスイッチを回路接地に結合するステップと、
（ｅ）分離用のシャントスイッチをインサーキット経路に結合するステップと、
（ｆ）ターゲット回路の出力に結合するように構成されたスイッチ戻り路を設けるステップと、
（ｇ）出力接続シャントスイッチをスイッチ戻り路に結合するステップと、
（ｈ）出力接続スイッチをスイッチ戻り路と、またスイッチ出力ポートと、結合するステップとを備えている。

本発明のさらに別の態様によれば、上述の第１の方法を含み、さらに、
（ａ）選択されたＲＦ入力ポートに対してシャントスイッチ及びバイパススイッチを開き状態にし、選択されたＲＦ入力ポートに対して経路内接続スイッチを閉じ状態にし、分離用のシャントスイッチ及び出力接続シャントスイッチを開き状態にし、出力接続スイッチを閉じ状態にし、
（ｂ）他の各ＲＦ入力ポートに対して、各経路内接続スイッチ及びバイパススイッチを開き状態にし、各シャントスイッチを閉じ状態にする
ことによって、選択されたＲＦ入力ポートに対してインサーキットモードを設定するステップを備えている。

本発明のなおさらに他の態様によれば、上述の第１の方法を含み、さらに、
（ａ）選択されたＲＦ入力ポートに対してシャントスイッチ及び経路内接続スイッチを開き状態にし、選択されたＲＦ入力ポートに対してバイパススイッチを閉じ状態にし、分離用のシャントスイッチ及び出力接続シャントスイッチを閉じ状態にし、出力接続スイッチを開き状態にし、
（ｂ）他の各ＲＦ入力ポートに対して、各経路内接続スイッチ及びバイパススイッチを開き状態にし、各シャントスイッチを閉じ状態にする
ことによって、選択されたＲＦ入力ポートに対してバイパスモードを設定するステップを備えている。

上述の方法の別の態様によれば、各バイパススイッチを、Ｔタイプの直列・シャント・直列バイパススイッチ回路として構成する。（ａ）バイパスモードでの作動状態のＲＦ入力ポートの場合は、第１及び第２直列スイッチを閉じ、シャントスイッチを開く。（ｂ）インサーキットモードでの作動状態のＲＦ入力ポートの場合、またインサーキットモード及びバイパスモードのいずれかでの非作動状態のＲＦ入力ポートの場合は、第１及び第２直列スイッチを開き、シャントスイッチを閉じる。

本発明のいくつかの実施形態を説明してきた。本発明の精神及び範囲から逸脱することなく、様々に改変できることは理解されることである。例えば、上述のステップのいくつかは、順序が独立的であるため、記載された順序とは異なる順序で実行可能である。さらに、上記のステップのいくつかは任意のものであってよい。上に示した方法に関して記載された様々な動作は、繰り返し、シリアル又はパラレルの方式で実行することができる。前述の記載が例示を意図したものであり、下記の請求項によって定義される本発明の範囲を限定するものではなく、他の実施形態が請求項の範囲内にあることは理解されることである。

Claims (20)

1. （ａ）少なくとも１個のＲＦ入力ポートであって、ＲＦ入力ポートと回路接地との間に結合され、前記ＲＦ入力ポートを接地に選択的に分岐させるシャントスイッチと、前記ＲＦ入力ポートとスイッチ出力ポートとの間に結合されているバイパススイッチと、前記ＲＦ入力ポートと前記シャントスイッチとに結合されている少なくとも１セットの接続スイッチとをそれぞれ有する、少なくとも１個のＲＦ入力ポートと、
   （ｂ）対応する分離用のシャントスイッチにそれぞれ結合され、接続スイッチのうち対応する１セットにそれぞれ結合され、対応するターゲット回路の入力に結合されるようにそれぞれ構成されている少なくとも１本の導通経路と、
   （ｃ）対応するターゲット回路の出力に接続されるようにそれぞれ構成され、対応する出力接続シャントスイッチに結合されている少なくとも１本のスイッチ戻り路と、
   （ｄ）対応する１個のスイッチ戻り路に結合され、前記スイッチ出力ポートに結合されている少なくとも１個の出力接続スイッチとを備えている高周波信号スイッチ。
2. 高周波信号スイッチは、選択されたＲＦ入力ポート及び選択されたターゲット回路に対してインサーキットモードで構成され、インサーキットモードでは、選択された前記ＲＦ入力ポートに与えられた信号が、選択された前記ＲＦ入力ポートのための対応する前記接続スイッチのうち１個のみを通過し、前記ＲＦ入力ポートと選択された前記ターゲット回路との間で他のスイッチを通過しないようにする請求項１記載の高周波信号スイッチ。
3. 高周波信号スイッチは、選択されたＲＦ入力ポートに対してバイパスモードで構成され、バイパスモードでは、選択された前記ＲＦ入力ポートに与えられた信号が、選択された前記ＲＦ入力ポートのための対応する前記バイパススイッチを通過し、前記スイッチ出力ポートに送られ、かつ各ターゲット回路の前記入力が前記スイッチ出力ポートから分離されるようにする請求項１記載の高周波信号スイッチ。
4. 高周波信号スイッチは、選択されたＲＦ入力ポート及び選択されたターゲット回路に対して、インサーキットモードで構成され、インサーキットモードでは、
   （ａ）選択された前記ＲＦ入力ポートに対して前記シャントスイッチ及び前記バイパススイッチが開かれ、選択された前記ＲＦ入力ポートに対して、１本の導通経路に対応する前記少なくとも１セットの接続スイッチが閉じられ、１本の導通経路に対応する前記分離用のシャントスイッチが開かれ、選択された前記ターゲット回路に対して、前記スイッチ戻り路に対応する前記出力接続シャントスイッチが開かれ、選択された前記ターゲット回路に対して、前記スイッチ戻り路に対応する前記出力接続スイッチが閉じられ、
   （ｂ）他の各ＲＦ入力ポートに対して、各前記接続スイッチ及びバイパススイッチが開かれ、各前記シャントスイッチが閉じられる請求項１記載の高周波信号スイッチ。
5. さらに、各選択されていないターゲット回路を、各少なくとも１個のＲＦ入力ポートと、前記スイッチ出力ポートとから分離する請求項４記載の高周波信号スイッチ。
6. 高周波信号スイッチは、選択されたＲＦ入力ポートに対して、バイパスモードで構成され、バイパスモードでは、
   （ａ）選択された前記ＲＦ入力ポートに対して前記シャントスイッチ及び各セットの接続スイッチが開かれ、選択された前記ＲＦ入力ポートに対して前記バイパススイッチが閉じられ、各分離用のシャントスイッチ及び各出力接続シャントスイッチが閉じられ、各出力接続スイッチが開かれ、
   （ｂ）他の各ＲＦ入力ポートに対して、各前記接続スイッチ及びバイパススイッチが開かれ、各前記シャントスイッチが閉じられる請求項１記載の高周波信号スイッチ。
7. 各バイパススイッチは、Ｔタイプの直列・シャント・直列バイパススイッチ回路を有する請求項１記載の高周波信号スイッチ。
8. 前記Ｔタイプの直列・シャント・直列バイパススイッチ回路は、第２直列スイッチに接合部で結合された第１直列スイッチと、前記接合部に結合され、かつ回路接地に結合されたシャントスイッチとを含み、
   （ａ）バイパスモードでの作動状態のＲＦ入力ポートの場合は、前記第１及び第２直列スイッチは閉じられ、前記シャントスイッチは開かれ、
   （ｂ）インサーキットモードでの作動状態のＲＦ入力ポートの場合、また前記インサーキットモード及び前記バイパスモードのいずれかでの非作動状態のＲＦ入力ポートの場合は、前記第１及び第２直列スイッチは開かれ、前記シャントスイッチは閉じられる請求項７記載の高周波信号スイッチ。
9. 各スイッチは電界効果トランジスターである請求項１記載の高周波信号スイッチ。
10. （ａ）少なくとも１個のＲＦ入力ポートであって、ＲＦ入力ポートと回路接地との間に結合され、関連する前記ＲＦ入力ポートを接地に選択的に分岐させるシャントスイッチと、前記ＲＦ入力ポートとスイッチ出力ポートとの間に結合されているバイパススイッチと、前記ＲＦ入力ポートと前記シャントスイッチとに結合されている接続スイッチとをそれぞれ有する、少なくとも１個のＲＦ入力ポートと、
    （ｂ）対応する分離用のシャントスイッチに結合され、前記接続スイッチに結合され、ターゲット回路の入力に結合されるように構成されている導通経路と、
    （ｃ）前記ターゲット回路の出力に結合されるように構成され、出力接続シャントスイッチに結合されているスイッチ戻り路と、
    （ｄ）前記スイッチ戻り路に結合され、前記スイッチ出力ポートに結合されている出力接続スイッチとを備えている高周波信号スイッチ。
11. （１）選択されたＲＦ入力ポートに与えられた信号が、選択された前記ＲＦ入力ポートのための対応する前記接続スイッチのうち１個のみを通過し、前記ＲＦ入力ポートと選択されたターゲット回路との間で他のスイッチを通過しないようにした、選択された前記ＲＦ入力ポート及び選択された前記ターゲット回路のためのインサーキットモード、又は
    （２）選択されたＲＦ入力ポートに与えられた信号が、選択された前記ＲＦ入力ポートのための対応する前記バイパススイッチを通過し、前記スイッチ出力ポートに送られ、各ターゲット回路の前記入力が前記スイッチ出力ポートから分離されるようにした、選択された前記ＲＦ入力ポートのためのバイパスモード
    となるように、高周波信号スイッチは構成可能である請求項１０記載の高周波信号スイッチ。
12. 高周波信号スイッチは、選択されたＲＦ入力ポートに対してインサーキットモードで構成され、インサーキットモードでは、
    （ａ）選択された前記ＲＦ入力ポートに対して前記シャントスイッチ及び前記バイパススイッチが開かれ、選択された前記ＲＦ入力ポートに対して前記接続スイッチが閉じられ、前記分離用のシャントスイッチ及び前記出力接続シャントスイッチが開かれ、前記出力接続スイッチが閉じられ、
    （ｂ）他の各ＲＦ入力ポートに対して、各前記接続スイッチ及びバイパススイッチが開かれ、各前記シャントスイッチが閉じられる請求項１０記載の高周波信号スイッチ。
13. 高周波信号スイッチは、選択されたＲＦ入力ポートに対してバイパスモードで構成され、バイパスモードでは、
    （ａ）選択された前記ＲＦ入力ポートに対して前記シャントスイッチ及び前記接続スイッチが開かれ、選択された前記ＲＦ入力ポートに対して前記バイパススイッチが閉じられ、前記分離用のシャントスイッチ及び前記出力接続シャントスイッチが閉じられ、前記出力接続スイッチが開かれ、
    （ｂ）他の各ＲＦ入力ポートに対して、各前記接続スイッチ及びバイパススイッチが開かれ、各前記シャントスイッチが閉じられる請求項１０記載の高周波信号スイッチ。
14. 各バイパススイッチは、Ｔタイプの直列・シャント・直列バイパススイッチ回路を有する請求項１０記載の高周波信号スイッチ。
15. 各スイッチは電界効果トランジスターである請求項１０記載の高周波信号スイッチ。
16. 高周波信号をスイッチングする方法であって、
    （ａ）関連するシャントスイッチ、関連するバイパススイッチ、及び関連する接続スイッチをそれぞれ備えている少なくとも１個のＲＦ入力ポートを設けるステップと、
    （ｂ）少なくとも１個のＲＦ入力ポートに対して、対応するターゲット回路の入力に結合するように構成された対応する導通経路に、関連する接続スイッチを結合するステップと、
    （ｃ）前記少なくとも１個のＲＦ入力ポートに対して、前記関連するバイパススイッチをＲＦ入力ポートとスイッチ出力ポートとの間に結合するステップと、
    （ｄ）前記少なくとも１個のＲＦ入力ポートに対して、前記関連するシャントスイッチを回路接地に結合し、ＲＦ入力ポートを接地に選択的に分岐させるように前記関連するシャントスイッチを構成するステップと、
    （ｅ）各導通経路に対して、関連する分離用のシャントスイッチを対応する前記導通経路に結合するステップと、
    （ｆ）前記ターゲット回路の出力に結合するように構成されたスイッチ戻り路を設けるステップと、
    （ｇ）出力接続シャントスイッチを前記スイッチ戻り路に結合するステップと、
    （ｈ）出力接続スイッチを前記スイッチ戻り路と、また前記スイッチ出力ポートと、結合するステップとを備えている方法。
17. （ａ）選択されたＲＦ入力ポートに対して前記関連するシャントスイッチ及び関連するバイパススイッチを開き、選択された前記ＲＦ入力ポートに対して前記関連する接続スイッチを閉じ、対応する前記導通経路に対して前記関連する分離用のシャントスイッチを開き、前記出力接続シャントスイッチを開き、前記出力接続スイッチを閉じ、
    （ｂ）他の各ＲＦ入力ポートに対して、前記関連する接続スイッチ及び前記関連するバイパススイッチを開き、前記関連するシャントスイッチを閉じる
    ことによって、選択された前記ＲＦ入力ポートに対してインサーキットモードを設定するステップを、さらに備えている請求項１６記載の方法。
18. （ａ）選択されたＲＦ入力ポートに対して前記関連するシャントスイッチ及び前記関連する接続スイッチを開き、選択された前記ＲＦ入力ポートに対して前記関連するバイパススイッチを閉じ、対応する前記導通経路に対して前記関連する分離用のシャントスイッチを閉じ、前記出力接続シャントスイッチを閉じ、前記出力接続スイッチを開き、
    （ｂ）他の各ＲＦ入力ポートに対して、前記関連する接続スイッチ及び前記関連するバイパススイッチを開き、前記関連するシャントスイッチを閉じる
    ことによって、選択された前記ＲＦ入力ポートに対してバイパスモードを設定するステップを、さらに備えている請求項１６記載の方法。
19. 各前記関連するバイパススイッチは、Ｔタイプの直列・シャント・直列バイパススイッチ回路を有する請求項１６記載の方法。
20. 各スイッチは電界効果トランジスターである請求項１６記載の方法。
    

Images