JP3147819B2 - 高周波スイッチ回路 - Google Patents
高周波スイッチ回路Info
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- JP3147819B2 JP3147819B2 JP13726097A JP13726097A JP3147819B2 JP 3147819 B2 JP3147819 B2 JP 3147819B2 JP 13726097 A JP13726097 A JP 13726097A JP 13726097 A JP13726097 A JP 13726097A JP 3147819 B2 JP3147819 B2 JP 3147819B2
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- Japan
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- switch
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- pin diode
- signal line
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- Waveguide Switches, Polarizers, And Phase Shifters (AREA)
- Electronic Switches (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、高周波スイッチ回路に
関し、更に詳しくは、無線通信装置、特に、マイクロ
波、ミリ波通信装置において電波伝播の反射による影響
を低減するダイバーシティ方式において主に用いられる
アンテナの切り替えスイッチに関するものである。
関し、更に詳しくは、無線通信装置、特に、マイクロ
波、ミリ波通信装置において電波伝播の反射による影響
を低減するダイバーシティ方式において主に用いられる
アンテナの切り替えスイッチに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】図３（ａ）、（ｂ）に従来技術の一例を
示す。高周波スイッチでは、低損失で高速にスイッチン
グするために、ＰＩＮダイオードを用いた構成が一般的
である。数ＧＨｚの比較的低い周波数では信号ラインに
直列接続されたダイオードと並列接続されたダイオード
を組み合わせた図３（ｂ）のような回路が多く用いられ
ているが、準ミリ波以上の高周波では直列に挿入してい
るダイオードのロスの効果が大きくなるために、並列ダ
イオードを４分の１波長だけ離して配置した構成にして
スイッチのアイソレーションを確保し、ロスを低減する
構成となっている。
示す。高周波スイッチでは、低損失で高速にスイッチン
グするために、ＰＩＮダイオードを用いた構成が一般的
である。数ＧＨｚの比較的低い周波数では信号ラインに
直列接続されたダイオードと並列接続されたダイオード
を組み合わせた図３（ｂ）のような回路が多く用いられ
ているが、準ミリ波以上の高周波では直列に挿入してい
るダイオードのロスの効果が大きくなるために、並列ダ
イオードを４分の１波長だけ離して配置した構成にして
スイッチのアイソレーションを確保し、ロスを低減する
構成となっている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、叙上の
ような構成の場合には、スイッチを“ＯＮ”として信号
通過させるためにはダイオードは“ＯＦＦ”状態とし、
逆にスイッチを“ＯＦＦ”として信号を遮断するにはダ
イオードを“ＯＮ”状態にする必要があるために、セク
タスイッチのように１ポート−多ポート接続のスイッチ
では、“ＯＮ”するスイッチは１つで、“ＯＦＦ”する
スイッチが多いために、ダイオードに流れる電流がポー
ト数が増えるのにしたがって増え、消費電力が増えると
いう問題があった。
ような構成の場合には、スイッチを“ＯＮ”として信号
通過させるためにはダイオードは“ＯＦＦ”状態とし、
逆にスイッチを“ＯＦＦ”として信号を遮断するにはダ
イオードを“ＯＮ”状態にする必要があるために、セク
タスイッチのように１ポート−多ポート接続のスイッチ
では、“ＯＮ”するスイッチは１つで、“ＯＦＦ”する
スイッチが多いために、ダイオードに流れる電流がポー
ト数が増えるのにしたがって増え、消費電力が増えると
いう問題があった。
【０００４】特開昭６３−１６１７０１号公報に開示さ
れた技術では、図４に示すように、スタブ長と線路長を
組み合わせて“ＯＦＦ”状態のダイオードでスイッチを
構成する案が提案されており、確かに消費電力は低減す
るが、帯域が狭く、通過損失が増えるという欠点があっ
た。
れた技術では、図４に示すように、スタブ長と線路長を
組み合わせて“ＯＦＦ”状態のダイオードでスイッチを
構成する案が提案されており、確かに消費電力は低減す
るが、帯域が狭く、通過損失が増えるという欠点があっ
た。
【０００５】本発明は従来の上記実情に鑑み、従来の技
術に内在する上記欠点を解消する為になされたものであ
り、従って本発明の目的は、このセクタアンテナ用の１
ポート−多ポート接続のスイッチの消費電力を低減する
ことを可能とした新規な高周波スイッチ回路を提供する
ことにある。
術に内在する上記欠点を解消する為になされたものであ
り、従って本発明の目的は、このセクタアンテナ用の１
ポート−多ポート接続のスイッチの消費電力を低減する
ことを可能とした新規な高周波スイッチ回路を提供する
ことにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成する為
に、本発明に係る高周波スイッチ回路は、電流を流す必
要のある並列接続されているＰＩＮダイオードを高周波
的には並列接続されたまま、直流的には直列接続する構
成としたことを特徴としている。
に、本発明に係る高周波スイッチ回路は、電流を流す必
要のある並列接続されているＰＩＮダイオードを高周波
的には並列接続されたまま、直流的には直列接続する構
成としたことを特徴としている。
【０００７】
【作用】本発明においては、装置としてスイッチ“Ｏ
Ｎ”として接続を期待しているポートのＰＩＮダイオー
ドを除いては、各セクタスイッチのＰＩＮダイオードは
直流的に直列に接続されてバイアスがかけられており、
スイッチが“ＯＮ”のポートのＰＩＮダイオードのアノ
ード端子とカソード端子はともに接地されることによっ
て、装置としての低消費電力化を図っている。
Ｎ”として接続を期待しているポートのＰＩＮダイオー
ドを除いては、各セクタスイッチのＰＩＮダイオードは
直流的に直列に接続されてバイアスがかけられており、
スイッチが“ＯＮ”のポートのＰＩＮダイオードのアノ
ード端子とカソード端子はともに接地されることによっ
て、装置としての低消費電力化を図っている。
【０００８】
【実施例】次に、本発明をその好ましい各実施例につい
て図面を参照しながら具体的に説明する。
て図面を参照しながら具体的に説明する。
【０００９】［実施例１］図１は本発明による第１の実
施例を示す高周波部の回路構成図である。
施例を示す高周波部の回路構成図である。
【００１０】図１を参照するに、ＰＯＲＴ０とＰＯＲＴ
１のＰＩＮダイオードＸ１１は、直流遮断用のコンデン
サＣ１を間に介して、電気長に換算して４分の１波長の
奇数倍離れて配置されており、さらに４分の１波長離れ
てＰＩＮダイオードＸ１２が配置されている。ここでＰ
ＯＲＴは、信号の入出力ポート（ＰＯＲＴ）または入出
力端子を示している。各ＰＩＮダイオードはカソードを
高周波的にだけ接地状態として、直流的には浮遊状態に
なるようにそれぞれコンデンサＣ１１、Ｃ１２を介して
グラウンドに接続されている。さらにダイオードにバイ
アスをかけるために、４分の１波長線路またはチョーク
コイルＬ１１等とバイパスコンデンサＣ１５によって構
成されるバイアス回路が接続されている。他のＰＯＲＴ
２、ＰＯＲＴ３も同様の回路構成となっている。
１のＰＩＮダイオードＸ１１は、直流遮断用のコンデン
サＣ１を間に介して、電気長に換算して４分の１波長の
奇数倍離れて配置されており、さらに４分の１波長離れ
てＰＩＮダイオードＸ１２が配置されている。ここでＰ
ＯＲＴは、信号の入出力ポート（ＰＯＲＴ）または入出
力端子を示している。各ＰＩＮダイオードはカソードを
高周波的にだけ接地状態として、直流的には浮遊状態に
なるようにそれぞれコンデンサＣ１１、Ｃ１２を介して
グラウンドに接続されている。さらにダイオードにバイ
アスをかけるために、４分の１波長線路またはチョーク
コイルＬ１１等とバイパスコンデンサＣ１５によって構
成されるバイアス回路が接続されている。他のＰＯＲＴ
２、ＰＯＲＴ３も同様の回路構成となっている。
【００１１】［動作］例えば、ＰＯＲＴ１のスイッチ１
が“ＯＮ”で、他ポートのスイッチが“ＯＦＦ”の遮断
状態にある場合には、ＰＯＲＴ１のＰＩＮダイオードＸ
１１、Ｘ１２のアノードに対応する端子Ｖ１＋とカソー
ドに対応する端子Ｖ１−は接地電位とし、ＰＯＲＴ２の
ＰＩＮダイオードＸ２１、Ｘ２２のアノードに対応する
端子Ｖ２＋を＋２Ｖにし、カソードに対応する端子Ｖ２
−をＰＯＲＴ３のアノード端子Ｖ３＋に接続し、カソー
ド端子Ｖ３−を接地にする。
が“ＯＮ”で、他ポートのスイッチが“ＯＦＦ”の遮断
状態にある場合には、ＰＯＲＴ１のＰＩＮダイオードＸ
１１、Ｘ１２のアノードに対応する端子Ｖ１＋とカソー
ドに対応する端子Ｖ１−は接地電位とし、ＰＯＲＴ２の
ＰＩＮダイオードＸ２１、Ｘ２２のアノードに対応する
端子Ｖ２＋を＋２Ｖにし、カソードに対応する端子Ｖ２
−をＰＯＲＴ３のアノード端子Ｖ３＋に接続し、カソー
ド端子Ｖ３−を接地にする。
【００１２】他のＰＯＲＴを通過とする場合の、各スイ
ッチのＰＩＮダイオードの各端子の接続を表１に示す。
ッチのＰＩＮダイオードの各端子の接続を表１に示す。
【００１３】［表１］
【００１４】ＰＯＲＴ１が通過の場合には、ＰＯＲＴ２
のＰＩＮダイオードＸ２１及びＸ２２とＰＯＲＴ３のＰ
ＩＮダイオードＸ３１及びＸ３２はそれぞれ直流的には
直列に接続されており、従来の回路のようにスイッチの
ドライブ電源の抵抗等の電圧ドロップで消費していた電
力をスイッチを構成するＰＩＮダイオードにかけること
が可能となる。
のＰＩＮダイオードＸ２１及びＸ２２とＰＯＲＴ３のＰ
ＩＮダイオードＸ３１及びＸ３２はそれぞれ直流的には
直列に接続されており、従来の回路のようにスイッチの
ドライブ電源の抵抗等の電圧ドロップで消費していた電
力をスイッチを構成するＰＩＮダイオードにかけること
が可能となる。
【００１５】図１に示すように、３セクタ程度ではあま
り目立った効果はないが、セクタ数が増えて数十セクタ
を構成するセクタスイッチの場合には、装置全体の消費
電力を大きく下げることが可能となる。各ＰＯＲＴの端
子の切り替えはアナログセクタ等の回路を用いることで
容易に実現することができる。
り目立った効果はないが、セクタ数が増えて数十セクタ
を構成するセクタスイッチの場合には、装置全体の消費
電力を大きく下げることが可能となる。各ＰＯＲＴの端
子の切り替えはアナログセクタ等の回路を用いることで
容易に実現することができる。
【００１６】［実施例２］図２は本発明による第２の実
施例を示す回路構成図である。
施例を示す回路構成図である。
【００１７】通常ＰＩＮダイオードは数十ボルト以上の
逆耐圧があるために、通過ＰＯＲＴのダイオードには逆
バイアスをかけることでドライブ回路はより単純なもの
になる。
逆耐圧があるために、通過ＰＯＲＴのダイオードには逆
バイアスをかけることでドライブ回路はより単純なもの
になる。
【００１８】図２を参照するに、各ＰＯＲＴにおけるＰ
ＩＮダイオードのアノードとカソードはそれぞれ図２に
示すように循環的に接続されている。ＰＯＲＴ１を通過
とするためには、ＰＯＲＴ１の端子Ｖ１＋をＧＮＤと
し、ＰＯＲＴ２の端子Ｖ２＋を＋２Ｖとすることで、叙
上の実施例１と同様の効果を得ることが可能となる。
ＩＮダイオードのアノードとカソードはそれぞれ図２に
示すように循環的に接続されている。ＰＯＲＴ１を通過
とするためには、ＰＯＲＴ１の端子Ｖ１＋をＧＮＤと
し、ＰＯＲＴ２の端子Ｖ２＋を＋２Ｖとすることで、叙
上の実施例１と同様の効果を得ることが可能となる。
【００１９】この実施例２のＰＩＮダイオードの端子に
かけられるバイアス条件を表２に示す。
かけられるバイアス条件を表２に示す。
【００２０】［表２］
【００２１】
【発明の効果】以上説明したように、本発明を用いるこ
とによって、多セクタアンテナに接続するＰＩＮダイオ
ードを用いたセクタアンテナスイッチ回路での消費電力
を大幅に低減させる効果が得られる。
とによって、多セクタアンテナに接続するＰＩＮダイオ
ードを用いたセクタアンテナスイッチ回路での消費電力
を大幅に低減させる効果が得られる。
【図１】本発明による第１の実施例を示す回路構成図で
ある。
ある。
【図２】本発明による第２の実施例を示す回路構成図で
ある。
ある。
【図３】（ａ）は従来例を示す回路図、（ｂ）は従来に
おける他の例を示す回路図である。
おける他の例を示す回路図である。
【図４】特開昭６３−１６１７０１号公報に開示された
従来例を示す図である。
従来例を示す図である。
Ｘ１１、Ｘ１２、Ｘ２１、Ｘ２２、Ｘ３１、Ｘ３２…Ｐ
ＩＮダイオード Ｃ１１〜Ｃ１５、Ｃ２１〜Ｃ２５、Ｃ３１〜Ｃ３５…コ
ンデンサ Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３…チョークコイルまたは４分の１波長
線路 Ｌ１１、Ｌ１２、Ｌ２１、Ｌ２２、Ｌ３１、Ｌ３２…チ
ョークコイル Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３…直流遮断用コンデンサ
ＩＮダイオード Ｃ１１〜Ｃ１５、Ｃ２１〜Ｃ２５、Ｃ３１〜Ｃ３５…コ
ンデンサ Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３…チョークコイルまたは４分の１波長
線路 Ｌ１１、Ｌ１２、Ｌ２１、Ｌ２２、Ｌ３１、Ｌ３２…チ
ョークコイル Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３…直流遮断用コンデンサ
Claims (4)
- 【請求項１】 １対多接続ＰＩＮダイオードを用いたス
イッチ回路において、共通ポートから信号ラインに直列
に配置された第１のコンデンサと、前記信号ラインに並
列に配置された第１のＰＩＮダイオードと、該第１のＰ
ＩＮダイオード対し４分の１波長程度離れた位置に前記
信号ラインに並列に配置された第２のＰＩＮダイオード
とを有し、前記第１及び第２のＰＩＮダイオードの接地
する側の端子をコンデンサで高周波的には接地状態で、
直流的には浮遊状態として配線された第１の端子と、前
記ＰＩＮダイオードが接続されている前記信号ラインに
４分の１波長の線路またはチョークコイル等の手段によ
って形成されるバイアス回路を介した第２の端子を有す
る複数のスイッチを含むスイッチ回路であって、該複数
のスイッチのうち“ＯＮ”状態とするスイッチの前記第
１の端子と第２の端子を共に接地し、他の“ＯＦＦ”状
態とする複数のスイッチ（以下“ＯＦＦ”スイッチ）の
各ＰＩＮダイオードが１つのループを形成するように前
記“ＯＦＦ”スイッチの各第１及び第２の端子を接続
し、前記ループ中に、前記各ＰＩＮダイオードが“Ｏ
Ｎ”するようにダイオードの数に応じた電圧を加える電
源を挿入することを特徴とした高周波スイッチ回路。 - 【請求項２】 前記第１及び第２のＰＩＮダイオードの
接地する側の端子を高周波的には接地状態に、直流的に
は浮遊状態とする手段として用いられている前記コンデ
ンサの代わりに、スタブを使用したことを更に特徴とす
る請求項１に記載の高周波スイッチ回路。 - 【請求項３】 前記各スイッチの前記第１及び第２の端
子の接続の切り替えをアナログセレクタを使用して行う
ことを更に特徴とする請求項１に記載の高周波スイッチ
回路。 - 【請求項４】 １対多接続のＰＩＮダイオードを用いた
スイッチ回路において、共通ポートから信号ラインに直
列に配置された第１のコンデンサと、前記信号ラインに
並列に配置された第１のＰＩＮダイオードと、該第１の
ＰＩＮダイオードに対し４分の１波長程度離れた位置に
前記信号ラインに並列に配置された第２のＰＩＮダイオ
ードとを有し、前記第１及び第２のＰＩＮダイオードの
接地する側の端子をコンデンサで高周波的には接地状態
で、直流的には浮遊状態として配線された第１の端子
と、前記ＰＩＮダイオードが接続されている前記信号ラ
インに４分の１波長の線路またはチョークコイル等の手
段によって形成されるバイアス回路を介した第２の端子
を有する複数のスイッチを含むスイッチ回路であって、
前記各スイッチの第１の端子を隣接する各スイッチの第
２の端子に接続し、終段スイッチの第１の端子を初段ス
イッチの第２の端子に接続することにより、前記各スイ
ッチの前記第１及び第２の端子を循環的に接続し、“Ｏ
Ｎ”状態にするスイッチに対応する前記第２の端子を接
地し、前記“ＯＮ”状態にするスイッチに隣接する“Ｏ
ＦＦ”状態にするスイッチの前記第２の端子にダイオー
ドの数に応じた電圧を加えることを特徴とした高周波ス
イッチ回路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13726097A JP3147819B2 (ja) | 1997-05-27 | 1997-05-27 | 高周波スイッチ回路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13726097A JP3147819B2 (ja) | 1997-05-27 | 1997-05-27 | 高周波スイッチ回路 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10335902A JPH10335902A (ja) | 1998-12-18 |
| JP3147819B2 true JP3147819B2 (ja) | 2001-03-19 |
Family
ID=15194516
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13726097A Expired - Fee Related JP3147819B2 (ja) | 1997-05-27 | 1997-05-27 | 高周波スイッチ回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3147819B2 (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002280802A (ja) * | 2001-03-15 | 2002-09-27 | Hitachi Metals Ltd | スイッチ回路 |
| WO2003026058A1 (fr) * | 2001-09-14 | 2003-03-27 | Japan Radio Co., Ltd. | Commutateur et son application |
| US8390394B2 (en) | 2007-12-19 | 2013-03-05 | Soshin Electric Co., Ltd. | High frequency switch |
| JP5049886B2 (ja) * | 2008-06-06 | 2012-10-17 | 双信電機株式会社 | 高周波スイッチ |
| JP5261119B2 (ja) | 2008-09-30 | 2013-08-14 | 双信電機株式会社 | 高周波スイッチ |
-
1997
- 1997-05-27 JP JP13726097A patent/JP3147819B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH10335902A (ja) | 1998-12-18 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |