JP2876925B2 - 高周波スイッチ - Google Patents

高周波スイッチ

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JP2876925B2
JP2876925B2 JP4358139A JP35813992A JP2876925B2 JP 2876925 B2 JP2876925 B2 JP 2876925B2 JP 4358139 A JP4358139 A JP 4358139A JP 35813992 A JP35813992 A JP 35813992A JP 2876925 B2 JP2876925 B2 JP 2876925B2
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輝 久 鶴
村 尚 武 岡
代 治 文 萬
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  • Waveguide Switches, Polarizers, And Phase Shifters (AREA)
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は高周波スイッチに関
し、特にたとえば、デジタル携帯電話などの高周波回路
において信号の経路の切り換えを行うための高周波スイ
ッチに関する。
【0002】
【従来の技術】高周波スイッチは、図4に示すように、
デジタル携帯電話などにおいて、送信回路TXとアンテ
ナANTとの接続および受信回路RXとアンテナANT
との接続を切り換えるために用いられる。高周波スイッ
チ1は、図5に示すように、アンテナANT,送信回路
TXおよび受信回路RXに接続される。送信回路TXに
は、コンデンサ2aを介して第1のダイオード3のアノ
ードが接続される。第1のダイオード3のアノードは、
第1のストリップライン4およびコンデンサ2bの直列
回路を介して接地される。第1のストリップライン4の
線路長としては、送信回路TXからの送信信号の波長を
λ1 としたとき、λ1 /4となるように設定される。さ
らに、第1のストリップライン4とコンデンサ2bとの
中間点には、抵抗5を介して、コントロール端子6が接
続される。コントロール端子6には、高周波スイッチ1
の切り換えを行うためのコントロール回路が接続され
る。また、第1のダイオード3のカソードは、コンデン
サ2cを介して、アンテナANTに接続される。
【0003】アンテナANTに接続されたコンデンサ2
cには、さらに第2のストリップライン7とコンデンサ
2dとの直列回路を介して、受信回路RXが接続され
る。第2のストリップライン7の線路長も、第1のスト
リップライン4と同様に、λ1/4となるように設定さ
れる。また、第2のストリップライン7とコンデンサ2
dとの中間点には、第2のダイオード8のアノードが接
続される。そして、第2のダイオード8のカソードは、
コンデンサ2eを介して接地される。さらに、コンデン
サ2eに並列に、抵抗9が接続される。
【0004】この高周波スイッチ1を用いて送信する場
合、コントロール端子6に正の電圧が与えられる。この
電圧によって、第1のダイオード3および第2のダイオ
ード8がONとなる。このとき、コンデンサ2a,2
b,2c,2d,2eによって直流分がカットされ、ダ
イオード3,8を含む回路にのみコントロール端子6に
加えられた電圧が印加されるようにしている。ダイオー
ド3,8がONとなることにより、送信回路TXからの
信号がアンテナANTに送られ、信号がアンテナANT
から送信される。なお、第1のストリップライン4およ
び第2のストリップライン7の線路長はλ1 /4に設定
されているため、第2のストリップライン7が第2のダ
イオード8により接地されることにより共振して、アン
テナANTと第2のストリップライン7との接続部Aか
らみたインピーダンスが無限大になる。そのため、送信
回路TXからの送信信号は、受信回路RXには伝達され
ない。また、受信時には、コントロール端子6に電圧を
印加しないことによって、第1のダイオード3および第
2のダイオード8はOFFとなる。そのため、受信信号
は受信回路RXに伝達され、送信回路TX側には伝達さ
れない。このように、コントロール端子6に印加される
電圧をコントロールすることによって、送受信を切り換
えることができる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、高周波
スイッチに使用されるダイオードにおいては、OFF時
にキャパシタンス分が存在する。そのため、受信時にダ
イオードがOFFになると、第2のストリップラインに
キャパシタンスが付加された状態となり、反射損失の大
きい部分の周波数が低周波側にずれる。そのため、受信
信号の周波数が送信信号の周波数より大きいとき、受信
信号の周波数と反射損失が大きい部分の周波数との間の
ずれが大きくなる。
【0006】たとえば、GSM(GROUP SPECIAL MOBIL
E)の周波数は、移動体側の送信周波数が902.5M
Hzで、受信周波数が947.5MHzである。GSM
用の高周波スイッチとして、図5に示す回路を比誘電率
6の誘電体材料を用いて形成する場合、送信周波数90
2.5MHzに合わせると、各ストリップラインの線路
長は35mmとなる。このときの高周波スイッチの周波
数特性は、図6および図7に示すようになる。図6に示
すように、この高周波スイッチでは、送信時における送
信回路とアンテナとの間の反射損失は、902.5MH
z付近に存在する。ところが、図7に示すように、受信
時におけるアンテナと受信回路との間の反射損失は78
2.5MHz付近にあり、受信周波数である947.5
MHzからのずれが大きい。
【0007】また、各ストリップラインの線路長を受信
周波数である947.5MHzに合わせると、線路長は
28mmになる。この場合、図8に示すように、送信時
における送信回路とアンテナとの間の反射損失は113
5MHz付近に存在し、送信周波数である902.5M
Hzからのずれが大きい。それに対して、図9に示すよ
うに、受信時におけるアンテナと受信回路との間の反射
損失は受信周波数である947.5MHz付近に存在す
る。このように、送信時あるいは受信時のいずれかに反
射損失を合わせることはできるが、両方に反射損失を合
わせることができなかった。
【0008】それゆえに、この発明の主たる目的は、
信信号および受信信号の周波数が異なるときに、送信時
および受信時のいずれにも良好な周波数特性を有する高
周波スイッチを提供することである。
【0009】
【課題を解決するための手段】この発明は、送信回路,
受信回路およびアンテナに接続され、送信回路とアンテ
ナとの接続および受信回路とアンテナとの接続を切り換
えるための高周波スイッチであって、送信回路側にアノ
ードが接続されアンテナ側にカソードが接続される第1
のダイオードと、この第1のダイオードのアノードとア
ースとの間に接続される第1のストリップラインと、ア
ンテナと受信回路との間に接続される第2のストリップ
ラインと、受信回路側にアノードが接続されアース側に
カソードが接続される第2のダイオードとを含み、送信
信号の波長をλ1 、受信信号の波長をλ 2 とし、λ 1
λ 2 が異なり、第1のストリップラインの線路長をλ1
/4より大きくなるように設定し、第2のストリップラ
インの線路長をλ2 /4となるように設定した、高周波
スイッチである。
【0010】
【作用】第2のストリップラインの線路長を受信信号に
合わせることによって、受信時における反射損失の大き
い部分の周波数が受信信号の周波数に合わせられる。こ
の場合、送信時における反射損失の大きい部分の周波数
が送信信号の周波数より高くなるため、第1のストリッ
プラインの線路長を大きくすることによって、送信時の
周波数特性が低周波側に調整される。
【0011】
【発明の効果】この発明によれば、送信信号および受信
信号の周波数が異なるときに、送信時および受信時のい
ずれにも良好な周波数特性を有する高周波スイッチを得
ることができる。
【0012】この発明の上述の目的,その他の目的,特
徴および利点は、図面を参照して行う以下の実施例の詳
細な説明から一層明らかとなろう。
【0013】
【実施例】図1はこの発明の一実施例を示す回路図であ
る。この高周波スイッチ10は、デジタル携帯電話など
の送受信の切り換えのために使用される。したがって、
高周波スイッチ10は、アンテナANT,送信回路TX
および受信回路RXに接続される。送信回路TXは、コ
ンデンサ12を介して、第1のダイオード14のアノー
ドに接続される。また、第1のダイオード14のアノー
ドは、第1のストリップライン16およびコンデンサ1
8を介して接地される。第1のストリップライン16の
線路長は、送信回路TXからの送信信号の波長をλ1
したとき、λ1 /4より大きくなるように設定される。
さらに、第1のストリップライン16とコンデンサ18
との中間点は、抵抗20を介してコントロール端子22
に接続される。第1のダイオード14のカソードは、コ
ンデンサ24を介してアンテナANTに接続される。
【0014】また、アンテナANTには、第2のストリ
ップライン26が接続される。第2のストリップライン
26は、コンデンサ28を介して、受信回路RXに接続
される。また、第2のストリップライン26とコンデン
サ28との中間点は、第2のダイオード30とコンデン
サ32との直列回路を介して接地される。第2のストリ
ップライン26の線路長は、受信信号の波長をλ2 とし
たとき、λ2 /4となるように設定される。さらに、コ
ンデンサ32に並列に、抵抗34が接続される。
【0015】この高周波スイッチ10を用いて送信を行
う場合、コントロール端子22に正の電圧が印加され
る。このとき、コントロール端子22とアースとの間
に、抵抗20,第1のストリップライン16,第1のダ
イオード14, 第2のストリップライン26,第2のダ
イオード30および抵抗34を直列接続した回路が形成
される。コントロール端子22に加えられた電圧は、第
1のダイオード14および第2のダイオード30に順方
向のバイアス電圧として印加され、これらのダイオード
14,30がON状態となる。したがって、送信回路T
Xからの送信信号は、アンテナANTから送信されると
ともに、第2のストリップライン26が第2のダイオー
ド30により接地されて共振して、アンテナANTと第
2のストリップライン26との接続部Aからみたインピ
ーダンスが無限大となるため、受信回路RX側には伝達
されない。
【0016】送信時においては、第1のダイオード14
および第2のダイオード30がONとなるが、これらの
ダイオードにはインダクタンス分が存在する。そこで、
第2のダイオード30のインダクタンス分とコンデンサ
32とで直列共振回路を形成することによって、アンテ
ナANTと第2のストリップライン26との接続点Aか
ら受信回路RX側をみたときのインピーダンスを無限大
にできる。なお、コントロール端子22に電圧を加える
と、電流はコンデンサ12,18,24,28,32で
カットされて、第1のダイオード14および第2のダイ
オード30を含む回路にのみ流れることになって、他の
部分に影響を及ぼさない。
【0017】また、この高周波スイッチ10を用いて受
信を行う場合、コントロール端子22の電圧印加が停止
される。それによって、第1のダイオード14および第
2のダイオード30はOFFとなり、受信信号が受信回
路RXに伝達される。
【0018】実施例として、GSM用として、比誘電率
6の誘電体材料を用いて、図1に示す回路で高周波スイ
ッチを作製した。そして、この高周波回路10の周波数
特性を測定し、図2および図3に示した。図2は送信時
における送信回路TXとアンテナANTとの間の反射損
失を示し、図3は受信時におけるアンテナANTと受信
回路RXとの間の反射損失を示す。
【0019】GSMでは、送信周波数λ1 が902.5
MHzであり、受信周波数λ2 が947.5MHzであ
る。したがって、第2のストリップライン26をλ2
4に合わせるために、その線路長が28mmに設定され
る。それにより、第2のダイオード30がOFFとなっ
て、そのキャパシタンス分が付加されることにより反射
損失の周波数特性が低周波側にずれても、図3に示すよ
うに、受信時における反射損失の大きい部分を、94
7.5MHz付近に存在するようにできる。
【0020】また、第1のストリップライン16をλ1
/4に合わせると、その線路長は35mmになるが、こ
の発明の高周波スイッチ10では39mmに設定され
る。このようにすることによって、第2のストリップラ
イン26の線路長を受信周波数に合わせたことによる周
波数特性のずれを調整することができる。したがって、
図2に示すように、送信時における反射損失の大きい部
分を、902.5MHz付近にすることができる。
【0021】このように、この発明の高周波スイッチ1
0では、第1のストリップライン16の線路長をλ1
4より大きくなるように設定し、第2のストリップライ
ン26の線路長をλ2 /4となるように設定することに
よって、送受信時のいずれにも優れた特性を有する高周
波スイッチを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の一実施例を示す回路図である。
【図2】図1に示す高周波スイッチの送信時における送
信回路とアンテナとの間の反射損失の周波数特性を示す
グラフである。
【図3】図1に示す高周波スイッチの受信時におけるア
ンテナと受信回路との間の反射損失の周波数特性を示す
グラフである。
【図4】高周波スイッチの働きを示す概念図である。
【図5】この発明の背景となる従来の高周波スイッチの
一例を示す回路図である。
【図6】図5に示す従来の高周波スイッチのストリップ
ラインの線路長を送信信号に合わせたときの送信時にお
ける送信回路とアンテナとの間の反射損失の周波数特性
を示すグラフである。
【図7】図5に示す従来の高周波スイッチのストリップ
ラインの線路長を送信信号に合わせたときの受信時にお
けるアンテナと受信回路との間の反射損失の周波数特性
を示すグラフである。
【図8】図5に示す従来の高周波スイッチのストリップ
ラインの線路長を受信信号に合わせたときの送信時にお
ける送信回路とアンテナとの間の反射損失の周波数特性
を示すグラフである。
【図9】図5に示す従来の高周波スイッチのストリップ
ラインの線路長を受信信号に合わせたときの受信時にお
けるアンテナと受信回路との間の反射損失の周波数特性
を示すグラフである。
【符号の説明】
10 高周波スイッチ 14 第1のダイオード 16 第1のストリップライン 22 コントロール端子 26 第2のストリップライン 30 第2のダイオード TX 送信回路 RX 受信回路 ANT アンテナ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平5−283901(JP,A) 実開 昭59−169151(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) H04B 1/38 - 1/58

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 送信回路,受信回路およびアンテナに接
    続され、前記送信回路と前記アンテナとの接続および前
    記受信回路と前記アンテナとの接続を切り換えるための
    高周波スイッチであって、 前記送信回路側にアノードが接続され前記アンテナ側に
    カソードが接続される第1のダイオード、 前記第1のダイオードのアノードとアースとの間に接続
    される第1のストリップライン、 前記アンテナと前記受信回路との間に接続される第2の
    ストリップライン、 前記受信回路側にアノードが接続されアース側にカソー
    ドが接続される第2のダイオードを含み、 送信信号の波長をλ1 、受信信号の波長をλ 2 とし、λ
    1 とλ 2 が異なり、前記第1のストリップラインの線路
    長をλ1 /4より大きくなるように設定し、前記第2の
    ストリップラインの線路長をλ2 /4となるように設定
    した、高周波スイッチ。
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JPH09200077A (ja) 1996-01-16 1997-07-31 Murata Mfg Co Ltd 複合高周波部品
US5742212A (en) * 1995-12-05 1998-04-21 Murata Manufacturing Co., Ltd. High-frequency switch
US6542021B2 (en) 2000-01-20 2003-04-01 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. High frequency switch and communication apparatus with a high frequency voltage divider

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