JP3381547B2 - 高周波スイッチと送受信切替装置 - Google Patents
高周波スイッチと送受信切替装置Info
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- JP3381547B2 JP3381547B2 JP08841197A JP8841197A JP3381547B2 JP 3381547 B2 JP3381547 B2 JP 3381547B2 JP 08841197 A JP08841197 A JP 08841197A JP 8841197 A JP8841197 A JP 8841197A JP 3381547 B2 JP3381547 B2 JP 3381547B2
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、ＵＨＦ帯、マイ
クロ波帯、ミリ波帯およびサブミリ波帯に適用する広帯
域化高周波スイッチに関する。
クロ波帯、ミリ波帯およびサブミリ波帯に適用する広帯
域化高周波スイッチに関する。
【０００２】
【従来の技術】たとえば文献（Ｈｅｗｌｅｔｔ Ｐａｃ
ｋａｒｄ ＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎＮｏｔｅ ９５７−
１：Ｂｒｏａｄｂａｎｄｉｎｇ ｔｈｅ Ｓｈｕｎｔ
ＰＩＮ Ｄｉｏｄｅ ＳＰＤＴ Ｓｗｉｔｃｈ，１９７
４）に示す従来の高周波スイッチは図９（ａ）のよう
に、単極双投（ＳＰＤＴ：Ｓｉｎｇｌｅ Ｐｏｌｅ Ｄ
ｏｕｂｌｅ Ｔｈｒｏｗ、以下ＳＰＤＴと称する。）ス
イッチであり、入力端子１からの経路の分岐点から中心
周波数において１／４波長の第１の出力線路４とＤＣカ
ット用キャパシタ９を介して、他端を接地したＰＩＮダ
イオード３ａ、３ｂを並列に装荷し、ＤＣカット用キャ
パシタ９を介して出力端子２ａ、２ｂに接続する。ＰＩ
Ｎダイオード３ａ、３ｂと並列に設けるバイアス回路１
０は、バイアス用インダクタ３１とその先端に他端を接
地し高周波帯でインピーダンスが十分に低いバイアス用
キャパシタ１７を接続して構成し、バイアス用インダク
タ３１とバイアス用キャパシタ１７との間にバイアス端
子１１を設ける。
ｋａｒｄ ＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎＮｏｔｅ ９５７−
１：Ｂｒｏａｄｂａｎｄｉｎｇ ｔｈｅ Ｓｈｕｎｔ
ＰＩＮ Ｄｉｏｄｅ ＳＰＤＴ Ｓｗｉｔｃｈ，１９７
４）に示す従来の高周波スイッチは図９（ａ）のよう
に、単極双投（ＳＰＤＴ：Ｓｉｎｇｌｅ Ｐｏｌｅ Ｄ
ｏｕｂｌｅ Ｔｈｒｏｗ、以下ＳＰＤＴと称する。）ス
イッチであり、入力端子１からの経路の分岐点から中心
周波数において１／４波長の第１の出力線路４とＤＣカ
ット用キャパシタ９を介して、他端を接地したＰＩＮダ
イオード３ａ、３ｂを並列に装荷し、ＤＣカット用キャ
パシタ９を介して出力端子２ａ、２ｂに接続する。ＰＩ
Ｎダイオード３ａ、３ｂと並列に設けるバイアス回路１
０は、バイアス用インダクタ３１とその先端に他端を接
地し高周波帯でインピーダンスが十分に低いバイアス用
キャパシタ１７を接続して構成し、バイアス用インダク
タ３１とバイアス用キャパシタ１７との間にバイアス端
子１１を設ける。
【０００３】上記図９（ａ）に示す従来の高周波スイッ
チは、経路の分岐点から並列装荷をするスイッチング素
子までの線路の電気長を中心周波数において１／４波長
とする方式を採る。
チは、経路の分岐点から並列装荷をするスイッチング素
子までの線路の電気長を中心周波数において１／４波長
とする方式を採る。
【０００４】上記図９（ａ）に示す高周波スイッチは図
９（ｂ）のように、出力端子２ａ側をＯＮ、出力端子２
ｂ側をＯＦＦとするとき、スイッチング素子として用い
るＰＩＮダイオード３ａと３ｂにはそれぞれ逆方向と順
方向のバイアス電圧を印加するから、それぞれ等価的に
遮断時のキャパシタンス１８または導通時の抵抗１９と
して表される。遮断時のキャパシンタス１８のインピー
ダンスは通常十分に高く開放状態になるため、出力端子
２ａ側は信号を通過する。一方、導通時の抵抗１９のイ
ンピーダンスは通常十分に低く短絡状態になり、第１の
出力線路４は１／４波長に相当し線路の分岐点からは開
放状態になる。従って出力端子２ｂ側は信号を遮断す
る。
９（ｂ）のように、出力端子２ａ側をＯＮ、出力端子２
ｂ側をＯＦＦとするとき、スイッチング素子として用い
るＰＩＮダイオード３ａと３ｂにはそれぞれ逆方向と順
方向のバイアス電圧を印加するから、それぞれ等価的に
遮断時のキャパシタンス１８または導通時の抵抗１９と
して表される。遮断時のキャパシンタス１８のインピー
ダンスは通常十分に高く開放状態になるため、出力端子
２ａ側は信号を通過する。一方、導通時の抵抗１９のイ
ンピーダンスは通常十分に低く短絡状態になり、第１の
出力線路４は１／４波長に相当し線路の分岐点からは開
放状態になる。従って出力端子２ｂ側は信号を遮断す
る。
【０００５】またたとえば文献（重松ほか：インピーダ
ンス変成方式によるＰＩＮダイオード並列装荷形６〜１
８ＧＨｚ帯ＳＰＤＴスイッチ、１９９６信学総大、Ｃ−
６１）に示す他の従来の高周波スイッチは図１０のよう
に、ＳＰＤＴスイッチであり、入力端子１から入力線路
３２とテーパ線路６を介して分岐し、ＤＣカット用キャ
パシタ９を介して第１の出力線路４と第２の出力線路５
の間にスイッチング素子として用いる他端を接地したＰ
ＩＮダイオード３ａ、３ｂを並列に装荷し、テーパ線路
６とＤＣカット用キャパシタ９と第３の出力線路８を介
して出力端子２ａ、２ｂに接続する。またテーパ線路６
とＤＣカット用キャパシタ９の間にバイアス端子１１を
持つバイアス回路１０を並列に装荷する。第１の出力線
路４と第２の出力線路５は、中心周波数において１／４
波長で、より高い特性インピーダンスを持つ線路として
形成し、テーパ線路６により入力線路３２または第３の
出力線路８に接続する。
ンス変成方式によるＰＩＮダイオード並列装荷形６〜１
８ＧＨｚ帯ＳＰＤＴスイッチ、１９９６信学総大、Ｃ−
６１）に示す他の従来の高周波スイッチは図１０のよう
に、ＳＰＤＴスイッチであり、入力端子１から入力線路
３２とテーパ線路６を介して分岐し、ＤＣカット用キャ
パシタ９を介して第１の出力線路４と第２の出力線路５
の間にスイッチング素子として用いる他端を接地したＰ
ＩＮダイオード３ａ、３ｂを並列に装荷し、テーパ線路
６とＤＣカット用キャパシタ９と第３の出力線路８を介
して出力端子２ａ、２ｂに接続する。またテーパ線路６
とＤＣカット用キャパシタ９の間にバイアス端子１１を
持つバイアス回路１０を並列に装荷する。第１の出力線
路４と第２の出力線路５は、中心周波数において１／４
波長で、より高い特性インピーダンスを持つ線路として
形成し、テーパ線路６により入力線路３２または第３の
出力線路８に接続する。
【０００６】上記図１０に示す従来の高周波スイッチ
は、線路の分岐点から並列装荷をするスイッチング素子
の両側に、電気長が中心周波数において１／４波長とな
る高インピーダンス線路を接続する方式を採る。
は、線路の分岐点から並列装荷をするスイッチング素子
の両側に、電気長が中心周波数において１／４波長とな
る高インピーダンス線路を接続する方式を採る。
【０００７】上記図１０に示す高周波スイッチは、上記
図９（ｂ）に示す高周波スイッチと同様に、出力端子２
ａ側をＯＮ、出力端子２ｂ側ＯＦＦとするとき、ＰＩＮ
ダイオード３ａと３ｂにそれぞれ逆方向と順方向のバイ
アス電圧を印加する。このとき、前記の従来の高周波ス
イッチと同様の効果に加え、出力端子２ａ側については
第１の出力線路４と第２の出力線路５による高インピー
ダンス線路の全長が１／２波長となるため、テーパ線路
６とあわせて、ＰＩＮダイオード３ａに対して広帯域に
整合を取る。一方、出力端子２ｂ側については第１の出
力線路４の特性インピーダンスを高くすることにより、
さらに広帯域にわたり開放状態と見なす。
図９（ｂ）に示す高周波スイッチと同様に、出力端子２
ａ側をＯＮ、出力端子２ｂ側ＯＦＦとするとき、ＰＩＮ
ダイオード３ａと３ｂにそれぞれ逆方向と順方向のバイ
アス電圧を印加する。このとき、前記の従来の高周波ス
イッチと同様の効果に加え、出力端子２ａ側については
第１の出力線路４と第２の出力線路５による高インピー
ダンス線路の全長が１／２波長となるため、テーパ線路
６とあわせて、ＰＩＮダイオード３ａに対して広帯域に
整合を取る。一方、出力端子２ｂ側については第１の出
力線路４の特性インピーダンスを高くすることにより、
さらに広帯域にわたり開放状態と見なす。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】上記のような従来の高
周波スイッチでは、経路の分岐点から並列装荷をするス
イッチング素子までの線路の電気長を中心周波数におい
て１／４波長とする方式を採るから、導通状態のスイッ
チング素子を有するＯＦＦ側の経路を分岐点から見る
と、中心周波数付近では開放状態であるが、中心周波数
から離れるにつれて第１の出力線路の電気長が変化する
ことにより不整合が生じる。このようなＯＦＦ側の狭帯
域な特性がＯＮ側に影響を与えるため、高周波スイッチ
としての広帯域化が難しい問題点があった。
周波スイッチでは、経路の分岐点から並列装荷をするス
イッチング素子までの線路の電気長を中心周波数におい
て１／４波長とする方式を採るから、導通状態のスイッ
チング素子を有するＯＦＦ側の経路を分岐点から見る
と、中心周波数付近では開放状態であるが、中心周波数
から離れるにつれて第１の出力線路の電気長が変化する
ことにより不整合が生じる。このようなＯＦＦ側の狭帯
域な特性がＯＮ側に影響を与えるため、高周波スイッチ
としての広帯域化が難しい問題点があった。
【０００９】また上記のような他の従来の高周波スイッ
チでは、経路分岐点から並列装荷をするスイッチング素
子の両側に、電気長が中心周波数において１／４波長と
なる高インピーダンス線路を接続する方式を採るから、
入力端子側にインピーダンス変成のためのテーパ線路が
必要となるため、回路が大形化する問題点があった。
チでは、経路分岐点から並列装荷をするスイッチング素
子の両側に、電気長が中心周波数において１／４波長と
なる高インピーダンス線路を接続する方式を採るから、
入力端子側にインピーダンス変成のためのテーパ線路が
必要となるため、回路が大形化する問題点があった。
【００１０】この発明が解決しようとする課題は、高周
波スイッチで上記問題点を解消するように、経路の分岐
点から並列装荷をするスイッチング素子の出力端子側に
整合部を形成する広帯域化方式を提供することにある。
波スイッチで上記問題点を解消するように、経路の分岐
点から並列装荷をするスイッチング素子の出力端子側に
整合部を形成する広帯域化方式を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】本発明の高周波スイッチ
は、経路の分岐点から１／４波長の出力端子側部位に並
列装荷するスイッチング素子を備える高周波スイッチに
おいて、スイッチング素子の出力端子側に配置され、入
力端子側および出力端子側の両端に接続される線路より
特性インピーダンスがより高い高インピーダンス線路と
直列に配置されたテーパ線路とを有する広帯域整合部を
備えることを特徴とする。また、本発明の高周波スイッ
チは、経路の分岐点から１／４波長の出力端子側部位に
並列装荷するスイッチング素子を備える高周波スイッチ
において、スイッチング素子の出力端子側に配置され、
入力端子側および出力端子側の両端に接続される線路よ
り特性インピーダンスよりが高い高インピーダンス線路
と直列に配置されたステップ線路とを有する広帯域整合
部を備えることを特徴とする。また、本発明の高周波ス
イッチは、入力端子からの経路の分岐点に接続される１
／４波長の第１の出力線路と、一端をこの第１の出力線
路の出力端子側に接続するとともに他端が接地されたス
イッチング素子と、第１の出力線路の出力端子側に接続
される１／４波長の第２の出力線路を有する整合部とを
備え、第２の出力線路の特性インピーダンスは第１の出
力線路の特性インピーダンスよりも高ことを特徴とす
る。 また、整合部の出力端子側に接続される第３の出力
線路を備え、第２の出力線路の特性インピーダンスは第
３の出力線路の特性インピーダンスよりも高いことを特
徴とする。 また、整合部は、第２の出力線路の出力端子
側であり第３の出力線路の入力端子側に接続され、第２
の出力線路と第３の出力線路とを接続する際にインピー
ダンス変成するインピーダンス変成線路をを備えたこと
を特徴とする。 また、インピーダンス変成線路は、テー
パ線路であることを特徴とする。 また、インピーダンス
変成線路は、ステップ線路であることを特徴とする。 ま
た、本発明の高周波スイッチは、経路の分岐点から１／
４波長の出力端子側部位に並列装荷するスイッチング素
子を備える高周波スイッチにおいて、スイッチング素子
の出力端子側に配置され、入力端子および出力端子から
みた特性イン ピーダンスより高い高インピーダンス線路
と直列に配置されたテーパ線路とを有する広帯域整合部
を備え、分岐点と広帯域整合部との間の線路の特性イン
ピーダンスが入力端子側の特性インピーダンス以下であ
ることを特徴とする高周波スイッチ。 また、本発明の高
周波スイッチは、経路の分岐点から１／４波長の出力端
子側部位に並列装荷するスイッチング素子を備える高周
波スイッチにおいて、スイッチング素子の出力端子側に
配置され、入力端子および出力端子からみた特性インピ
ーダンスより高い高インピーダンス線路と直列に配置さ
れたステップ線路とを有する広帯域整合部を備え、分岐
点と広帯域整合部との間の線路の特性インピーダンスが
入力端子側の特性インピーダンス以下であることを特徴
とする高周波スイッチ。
は、経路の分岐点から１／４波長の出力端子側部位に並
列装荷するスイッチング素子を備える高周波スイッチに
おいて、スイッチング素子の出力端子側に配置され、入
力端子側および出力端子側の両端に接続される線路より
特性インピーダンスがより高い高インピーダンス線路と
直列に配置されたテーパ線路とを有する広帯域整合部を
備えることを特徴とする。また、本発明の高周波スイッ
チは、経路の分岐点から１／４波長の出力端子側部位に
並列装荷するスイッチング素子を備える高周波スイッチ
において、スイッチング素子の出力端子側に配置され、
入力端子側および出力端子側の両端に接続される線路よ
り特性インピーダンスよりが高い高インピーダンス線路
と直列に配置されたステップ線路とを有する広帯域整合
部を備えることを特徴とする。また、本発明の高周波ス
イッチは、入力端子からの経路の分岐点に接続される１
／４波長の第１の出力線路と、一端をこの第１の出力線
路の出力端子側に接続するとともに他端が接地されたス
イッチング素子と、第１の出力線路の出力端子側に接続
される１／４波長の第２の出力線路を有する整合部とを
備え、第２の出力線路の特性インピーダンスは第１の出
力線路の特性インピーダンスよりも高ことを特徴とす
る。 また、整合部の出力端子側に接続される第３の出力
線路を備え、第２の出力線路の特性インピーダンスは第
３の出力線路の特性インピーダンスよりも高いことを特
徴とする。 また、整合部は、第２の出力線路の出力端子
側であり第３の出力線路の入力端子側に接続され、第２
の出力線路と第３の出力線路とを接続する際にインピー
ダンス変成するインピーダンス変成線路をを備えたこと
を特徴とする。 また、インピーダンス変成線路は、テー
パ線路であることを特徴とする。 また、インピーダンス
変成線路は、ステップ線路であることを特徴とする。 ま
た、本発明の高周波スイッチは、経路の分岐点から１／
４波長の出力端子側部位に並列装荷するスイッチング素
子を備える高周波スイッチにおいて、スイッチング素子
の出力端子側に配置され、入力端子および出力端子から
みた特性イン ピーダンスより高い高インピーダンス線路
と直列に配置されたテーパ線路とを有する広帯域整合部
を備え、分岐点と広帯域整合部との間の線路の特性イン
ピーダンスが入力端子側の特性インピーダンス以下であ
ることを特徴とする高周波スイッチ。 また、本発明の高
周波スイッチは、経路の分岐点から１／４波長の出力端
子側部位に並列装荷するスイッチング素子を備える高周
波スイッチにおいて、スイッチング素子の出力端子側に
配置され、入力端子および出力端子からみた特性インピ
ーダンスより高い高インピーダンス線路と直列に配置さ
れたステップ線路とを有する広帯域整合部を備え、分岐
点と広帯域整合部との間の線路の特性インピーダンスが
入力端子側の特性インピーダンス以下であることを特徴
とする高周波スイッチ。
【００１２】また、本発明の送受信切替装置は、上述し
た高周波スイッチと、高周波スイッチの一端が接続され
た受信端子と、高周波スイッチの他端が接続されたサー
キュレータと、サーキュレータに接続されたアンテナ
と、サーキュレータに接続された送信端子とを備えたこ
とを特徴とする。 さらにまた、本発明の送受信切替装置
は、受信時には、上述した高周波スイッチを導通状態と
して、アンテナに入力された受信信号をサーキュレータ
と高周波スイッチとを介して受信端子に伝送すると共
に、送信時には、高周波スイッチを遮断状態として、送
信端子に入力された送信信号をサーキュレータを介して
アンテナに伝送することを特徴とする。
た高周波スイッチと、高周波スイッチの一端が接続され
た受信端子と、高周波スイッチの他端が接続されたサー
キュレータと、サーキュレータに接続されたアンテナ
と、サーキュレータに接続された送信端子とを備えたこ
とを特徴とする。 さらにまた、本発明の送受信切替装置
は、受信時には、上述した高周波スイッチを導通状態と
して、アンテナに入力された受信信号をサーキュレータ
と高周波スイッチとを介して受信端子に伝送すると共
に、送信時には、高周波スイッチを遮断状態として、送
信端子に入力された送信信号をサーキュレータを介して
アンテナに伝送することを特徴とする。
【００１３】
【発明の実施の形態】この発明の実施の一形態を示す高
周波スイッチは図１（ａ）のように、ＳＰＤＴスイッチ
であり、入力端子１からの経路の分岐点からＤＣカット
用キャパシタ９を介して中心周波数において１／４波長
の第１の出力線路４を介して他端を接地したＰＩＮダイ
オード３ａ、３ｂを並列に装荷し、第２の出力線路５お
よびテーパ線路（インピーダンス変成回路）６からなる
整合部７を接続し、さらにＤＣカット用キャパシタ９お
よび第３の出力線路８を介して出力端子２ａ、２ｂに接
続する。第２の出力線路５は、第１の出力線路４および
第３の出力線路８に比べてその特性インピーダンスを高
くする。テーパ線路６は、第２の出力線路５と第３の出
力線路８とを接続する際にインピーダンス変成を行う。
テーパ線路６とＤＣカット用キャパシタ９との間にバイ
アス端子１１を持つバイアス回路１０（構成は限定しな
い）を並列に装荷する。高周波スイッチとして広帯域に
わたり低損失な特性を得る。
周波スイッチは図１（ａ）のように、ＳＰＤＴスイッチ
であり、入力端子１からの経路の分岐点からＤＣカット
用キャパシタ９を介して中心周波数において１／４波長
の第１の出力線路４を介して他端を接地したＰＩＮダイ
オード３ａ、３ｂを並列に装荷し、第２の出力線路５お
よびテーパ線路（インピーダンス変成回路）６からなる
整合部７を接続し、さらにＤＣカット用キャパシタ９お
よび第３の出力線路８を介して出力端子２ａ、２ｂに接
続する。第２の出力線路５は、第１の出力線路４および
第３の出力線路８に比べてその特性インピーダンスを高
くする。テーパ線路６は、第２の出力線路５と第３の出
力線路８とを接続する際にインピーダンス変成を行う。
テーパ線路６とＤＣカット用キャパシタ９との間にバイ
アス端子１１を持つバイアス回路１０（構成は限定しな
い）を並列に装荷する。高周波スイッチとして広帯域に
わたり低損失な特性を得る。
【００１４】上記実施の形態の高周波スイッチは、経路
の分岐点から１／４波長の位置に並列装荷をするスイッ
チング素子の出力端子側に整合部を形成する広帯域化方
式を採る。
の分岐点から１／４波長の位置に並列装荷をするスイッ
チング素子の出力端子側に整合部を形成する広帯域化方
式を採る。
【００１５】上記図１（ａ）に示す高周波スイッチは図
１（ｂ）のように、裏面に地導体１２を有する誘電体基
板１３上に各線路をマイクロストリップ線路で形成し、
ディスクリート部品を用いて構成する。ディスクリート
部品と各線路は金ワイヤ１４で接続する。ここではバイ
アス回路１０をシート抵抗１５と高インピーダンス線路
１６とバイアス用キャパシタ１７から構成する。なお入
力線路３２および金ワイヤ１４を含み、バイアス回路１
０を図１（ｂ）に示す構成としたときの高周波スイッチ
の等価回路図を図２（ａ）に示す。また図１（ｂ）に示
す高周波スイッチの出力端子２ａ側部分を詳細に示した
拡大上面図を図２（ｂ）に示す。
１（ｂ）のように、裏面に地導体１２を有する誘電体基
板１３上に各線路をマイクロストリップ線路で形成し、
ディスクリート部品を用いて構成する。ディスクリート
部品と各線路は金ワイヤ１４で接続する。ここではバイ
アス回路１０をシート抵抗１５と高インピーダンス線路
１６とバイアス用キャパシタ１７から構成する。なお入
力線路３２および金ワイヤ１４を含み、バイアス回路１
０を図１（ｂ）に示す構成としたときの高周波スイッチ
の等価回路図を図２（ａ）に示す。また図１（ｂ）に示
す高周波スイッチの出力端子２ａ側部分を詳細に示した
拡大上面図を図２（ｂ）に示す。
【００１６】上記図１（ａ）に示す高周波スイッチは図
３のように、出力端子２ａ側をＯＮ、出力端子２ｂ側を
ＯＦＦとするとき、ＰＩＮダイオード３ａと３ｂにはそ
れぞれ逆方向と順方向のバイアス電圧を印加するから、
それぞれ等価的に遮断時のキャパシタンス１８または導
通時の抵抗１９として表される。遮断時のキャパシタン
ス１８のインピーダンスは通常十分に高く開放状態にな
るため、出力端子２ａ側は信号を通過する。一方、導通
時の抵抗１９のインピーダンスは通常十分に低く短絡状
態になり、中心周波数においては第１の出力線路４が１
／４波長に相当するため線路の分岐点からは開放状態に
なる。さらにＰＩＮダイオード３ｂの出力端子側に設け
る整合部７によって中心周波数の前後についても整合を
取るため、より広い帯域にわたり開放状態と見なす。出
力端子２ｂ側は信号を遮断し、ＯＮ側はより広い帯域に
わたりＯＦＦ側の影響を受けないので、スイッチとして
広帯域にわたり低損失な特性を得る。
３のように、出力端子２ａ側をＯＮ、出力端子２ｂ側を
ＯＦＦとするとき、ＰＩＮダイオード３ａと３ｂにはそ
れぞれ逆方向と順方向のバイアス電圧を印加するから、
それぞれ等価的に遮断時のキャパシタンス１８または導
通時の抵抗１９として表される。遮断時のキャパシタン
ス１８のインピーダンスは通常十分に高く開放状態にな
るため、出力端子２ａ側は信号を通過する。一方、導通
時の抵抗１９のインピーダンスは通常十分に低く短絡状
態になり、中心周波数においては第１の出力線路４が１
／４波長に相当するため線路の分岐点からは開放状態に
なる。さらにＰＩＮダイオード３ｂの出力端子側に設け
る整合部７によって中心周波数の前後についても整合を
取るため、より広い帯域にわたり開放状態と見なす。出
力端子２ｂ側は信号を遮断し、ＯＮ側はより広い帯域に
わたりＯＦＦ側の影響を受けないので、スイッチとして
広帯域にわたり低損失な特性を得る。
【００１７】上記図１（ａ）に示す高周波スイッチに係
る通過損失シミュレーション計算結果は図４（ｂ）のよ
うに、上記図１０に示す従来方式に係る図４（ａ）のよ
うに中心周波数付近においては良好な特性を呈するが、
中心周波数から離れるにつれて通過損失は増加するのに
比べて、広い周波数範囲にわたって通過損失を少なくで
きることを示している。
る通過損失シミュレーション計算結果は図４（ｂ）のよ
うに、上記図１０に示す従来方式に係る図４（ａ）のよ
うに中心周波数付近においては良好な特性を呈するが、
中心周波数から離れるにつれて通過損失は増加するのに
比べて、広い周波数範囲にわたって通過損失を少なくで
きることを示している。
【００１８】なお上記図１（ｂ）に示す発明の実施の形
態で高周波スイッチは、誘電体基板上に形成するマイク
ロストリップ線路とディスクリート部品とで構成すると
説明したが、図５のように構成要素を１つの誘電体基板
に形成するモノリシックマイクロ波集積回路で構成して
もよい。部品点数を低減できるので組立が容易になりか
つ高い信頼性を得る。
態で高周波スイッチは、誘電体基板上に形成するマイク
ロストリップ線路とディスクリート部品とで構成すると
説明したが、図５のように構成要素を１つの誘電体基板
に形成するモノリシックマイクロ波集積回路で構成して
もよい。部品点数を低減できるので組立が容易になりか
つ高い信頼性を得る。
【００１９】また上記図１（ａ）に示す発明の実施の形
態でＰＩＮダイオード３ａ、３ｂは並列に装荷するスイ
ッチング素子としていずれも同じ極性で用いるとして説
明したが、図６（ａ）または（ｂ）のようにたとえば出
力端子２ａ側と２ｂ側のスイッチング素子としてそれぞ
れが相反する極性のＰＩＮダイオード３とＮＩＰダイオ
ード２１を用い、共通に用いるバイアス回路１０を入力
端子１付近に設置するか、または出力端子２ａ側が２ｂ
側より低い通過損失を要求されるときは出力端子２ｂ付
近に設置してもよい。それぞれのＰＩＮダイオード３ａ
と３ｂに対し個別に必要であったバイアス回路１０を共
通化するから、回路を小形化し通過損失を低減できる、
または入力端子１から出力端子２ａまでの経路にはバイ
アス回路が介在しないためさらに通過損失を低減でき
る。
態でＰＩＮダイオード３ａ、３ｂは並列に装荷するスイ
ッチング素子としていずれも同じ極性で用いるとして説
明したが、図６（ａ）または（ｂ）のようにたとえば出
力端子２ａ側と２ｂ側のスイッチング素子としてそれぞ
れが相反する極性のＰＩＮダイオード３とＮＩＰダイオ
ード２１を用い、共通に用いるバイアス回路１０を入力
端子１付近に設置するか、または出力端子２ａ側が２ｂ
側より低い通過損失を要求されるときは出力端子２ｂ付
近に設置してもよい。それぞれのＰＩＮダイオード３ａ
と３ｂに対し個別に必要であったバイアス回路１０を共
通化するから、回路を小形化し通過損失を低減できる、
または入力端子１から出力端子２ａまでの経路にはバイ
アス回路が介在しないためさらに通過損失を低減でき
る。
【００２０】また上記図１（ａ）に示す発明の実施の形
態で整合部７は第２の出力線路５およびテーパ線路６か
らなるとして説明したが、図６（ｃ）のようにテーパ線
路６に代えてステップ線路（インピーダンス変成回路）
２２を用いてもよい。同様の効果を得る。
態で整合部７は第２の出力線路５およびテーパ線路６か
らなるとして説明したが、図６（ｃ）のようにテーパ線
路６に代えてステップ線路（インピーダンス変成回路）
２２を用いてもよい。同様の効果を得る。
【００２１】また上記図１（ａ）に示す発明の実施の形
態で整合部７は第２の出力線路５およびテーパ線路６か
らなるとして説明したが、図７のように出力端子２ａ、
２ｂの特性インピーダンスが高くてもよいときは第２の
出力線路だけでもよい。テーパ線路６が省略されるた
め、回路の小形化を図ることができる。
態で整合部７は第２の出力線路５およびテーパ線路６か
らなるとして説明したが、図７のように出力端子２ａ、
２ｂの特性インピーダンスが高くてもよいときは第２の
出力線路だけでもよい。テーパ線路６が省略されるた
め、回路の小形化を図ることができる。
【００２２】また上記図１（ａ）と図２（ａ）と図３と
図６と図７に示す発明の実施の形態でＳＰＤＴ方式に代
えて、ＰＩＮダイオードをｍ個用いるＳＰｍＴ（Ｓｉｎ
ｇｌｅ Ｐｏｌｅ ｍ−Ｔｈｒｏｗ）スイッチ方式を適
用してもよい。またＰＩＮダイオードに代えて、導通と
遮断の切換可能なスイッチング素子であればいずれを用
いてもよいのはいうまでもない。
図６と図７に示す発明の実施の形態でＳＰＤＴ方式に代
えて、ＰＩＮダイオードをｍ個用いるＳＰｍＴ（Ｓｉｎ
ｇｌｅ Ｐｏｌｅ ｍ−Ｔｈｒｏｗ）スイッチ方式を適
用してもよい。またＰＩＮダイオードに代えて、導通と
遮断の切換可能なスイッチング素子であればいずれを用
いてもよいのはいうまでもない。
【００２３】上記発明の実施の形態を示す高周波スイッ
チの特性を高周波スイッチ２８として利用する関連発明
の実施の形態を示す送受信切替装置は図８のように、送
信時は送信端子２３に入力され高出力増幅器２６とサー
キュレータ２７を介してアンテナ２５より送信される信
号が、受信端子２４に伝搬しないようにサーキュレータ
２７とダミー２９との間が導通状態となり、受信時はア
ンテナ２５に受信された信号が受信端子２４に伝搬する
ようにサーキュレータ２７と低雑音増幅器３０との間が
導通状態となる。同等の効果を得る。
チの特性を高周波スイッチ２８として利用する関連発明
の実施の形態を示す送受信切替装置は図８のように、送
信時は送信端子２３に入力され高出力増幅器２６とサー
キュレータ２７を介してアンテナ２５より送信される信
号が、受信端子２４に伝搬しないようにサーキュレータ
２７とダミー２９との間が導通状態となり、受信時はア
ンテナ２５に受信された信号が受信端子２４に伝搬する
ようにサーキュレータ２７と低雑音増幅器３０との間が
導通状態となる。同等の効果を得る。
【００２４】
【発明の効果】上記のようなこの発明の高周波スイッチ
では、経路の分岐点から１／４波長の位置に並列装荷を
するスイッチング素子の出力端子側に整合部を形成する
広帯域化方式を採るから、従来のように線路の分岐点か
ら並列装荷をするスイッチング素子までの線路の電気長
を中心周波数において１／４波長とする方式、または経
路の分岐点から並列装荷をするスイッチング素子の両側
に電気長が中心周波数において１／４波長となる高イン
ピーダンス線路を接続する方式に比べ、より広帯域にわ
たり低損失かつ高アイソレーションな特性を得る、また
回路の小形化を図れる効果がある。
では、経路の分岐点から１／４波長の位置に並列装荷を
するスイッチング素子の出力端子側に整合部を形成する
広帯域化方式を採るから、従来のように線路の分岐点か
ら並列装荷をするスイッチング素子までの線路の電気長
を中心周波数において１／４波長とする方式、または経
路の分岐点から並列装荷をするスイッチング素子の両側
に電気長が中心周波数において１／４波長となる高イン
ピーダンス線路を接続する方式に比べ、より広帯域にわ
たり低損失かつ高アイソレーションな特性を得る、また
回路の小形化を図れる効果がある。
【図１】 この発明の実施の一形態を示す高周波スイッ
チの等価回路図と当該構造を示す斜視図。
チの等価回路図と当該構造を示す斜視図。
【図２】 図１（ｂ）に示す高周波スイッチの構造に対
応する等価回路図と当該一部の拡大上面図。
応する等価回路図と当該一部の拡大上面図。
【図３】 図１に示す高周波スイッチの機能を説明する
等価回路図。
等価回路図。
【図４】 図１に示す高周波スイッチの効果を説明する
通過損失シミュレーション計算結果を示す図。
通過損失シミュレーション計算結果を示す図。
【図５】 この発明の他の実施の一形態を示す高周波ス
イッチの構造を示す斜視図。
イッチの構造を示す斜視図。
【図６】 この発明の他の実施の一形態を示す高周波ス
イッチの等価回路図。
イッチの等価回路図。
【図７】 この発明の他の実施の一形態を示す高周波ス
イッチの等価回路図。
イッチの等価回路図。
【図８】 この発明の特性を利用する関連発明の実施の
一形態を示す送受信切替装置の機能ブロック図。
一形態を示す送受信切替装置の機能ブロック図。
【図９】 従来の技術を示す高周波スイッチの等価回路
図と当該機能を説明する等価回路図。
図と当該機能を説明する等価回路図。
【図１０】 従来の技術を示す他の高周波スイッチの等
価回路図。
価回路図。
１ 入力端子、２ 出力端子、３ ＰＩＮダイオード、
４ 第１の出力線路、５ 第２の出力線路、６ テーパ
線路、７ 整合部、８ 第３の出力線路、９ＤＣカット
用キャパシタ、１０ バイアス回路、１１ バイアス端
子、１２ 地導体、１３ 誘電体基板、１４ 金ワイ
ヤ、１５ シート抵抗、１６ 高インピーダンス線路、
１７ バイアス用キャパシタ、１８ 遮断時のキャパシ
タンス、１９ 導通時の抵抗、２０ バイアホール、２
１ ＮＩＰダイオード、２２ ステップ線路、２３ 送
信端子、２４ 受信端子、２５ アンテナ、２６ 高出
力増幅器、２７ サーキュレータ、２８ 高周波スイッ
チ、２９ ダミー、３０低雑音増幅器、３１ バイアス
用インダクタ、３２ 入力線路。なお図中、同一符号は
同一または相当部分を示す。
４ 第１の出力線路、５ 第２の出力線路、６ テーパ
線路、７ 整合部、８ 第３の出力線路、９ＤＣカット
用キャパシタ、１０ バイアス回路、１１ バイアス端
子、１２ 地導体、１３ 誘電体基板、１４ 金ワイ
ヤ、１５ シート抵抗、１６ 高インピーダンス線路、
１７ バイアス用キャパシタ、１８ 遮断時のキャパシ
タンス、１９ 導通時の抵抗、２０ バイアホール、２
１ ＮＩＰダイオード、２２ ステップ線路、２３ 送
信端子、２４ 受信端子、２５ アンテナ、２６ 高出
力増幅器、２７ サーキュレータ、２８ 高周波スイッ
チ、２９ ダミー、３０低雑音増幅器、３１ バイアス
用インダクタ、３２ 入力線路。なお図中、同一符号は
同一または相当部分を示す。
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 伊山 義忠
東京都千代田区丸の内二丁目２番３号
三菱電機株式会社内
(56)参考文献 特開 平８−148901（ＪＰ，Ａ)
特開 昭60−173901（ＪＰ，Ａ)
特開 昭50−141945（ＪＰ，Ａ)
実開 平３−82902（ＪＰ，Ｕ)
実開 昭61−140602（ＪＰ，Ｕ)
実公 昭43−22357（ＪＰ，Ｙ１)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
H01P 1/15
H01P 1/213
H01P 5/02 603
H04B 1/44
ＪＩＣＳＴファイル（ＪＯＩＳ)
Claims (11)
- 【請求項１】 経路の分岐点から１／４波長の出力端子
側部位に並列装荷するスイッチング素子を備える高周波
スイッチにおいて、 前記スイッチング素子の出力端子側に配置され、入力端
子側および出力端子側の両端に接続される線路より特性
インピーダンスの高い高インピーダンス線路と直列に配
置されたテーパ線路とを有する広帯域整合部を備えるこ
とを特徴とする高周波スイッチ。 - 【請求項２】 経路の分岐点から１／４波長の出力端子
側部位に並列装荷するスイッチング素子を備える高周波
スイッチにおいて、 前記スイッチング素子の出力端子側に配置され、入力端
子側および出力端子側の両端に接続される線路より特性
インピーダンスより高い高インピーダンス線路と直列に
配置されたステップ線路とを有する広帯域整合部を備え
ることを特徴とする高周波スイッチ。 - 【請求項３】 入力端子からの経路の分岐点に接続され
る１／４波長の第１の出力線路と、 一端をこの第１の出力線路の出力端子側に接続するとと
もに他端が接地されたスイッチング素子と、 前記第１の出力線路の出力端子側に接続される１／４波
長の第２の出力線路を有する整合部とを備え、 第２の出力線路の特性インピーダンスは第１の出力線路
の特性インピーダンスよりも高いことを特徴とする高周
波スイッチ。 - 【請求項４】 前記整合部の出力端子側に接続される第
３の出力線路を備え、 第２の出力線路の特性インピーダンスは第３の出力線路
の特性インピーダンスよりも高いことを特徴とする請求
項３記載の高周波スイッチ。 - 【請求項５】 前記整合部は、前記第２の出力線路の出
力端子側であり前記第３の出力線路の入力端子側に接続
され、前記第２の出力線路と前記第３の出力線路とを接
続する際にインピーダンス変成するインピーダンス変成
線路を備えたことを特徴とする請求項４記載の高周波ス
イッチ。 - 【請求項６】 前記インピーダンス変成線路は、テーパ
線路であることを特徴とする請求項５記載の高周波スイ
ッチ。 - 【請求項７】 前記インピーダンス変成線路は、ステッ
プ線路であることを特徴とする請求項５記載の高周波ス
イッチ。 - 【請求項８】 経路の分岐点から１／４波長の出力端子
側部位に並列装荷するスイッチング素子を備える高周波
スイッチにおいて、 前記スイッチング素子の出力端子側に配置され、入力端
子および出力端子からみた特性インピーダンスより高い
高インピーダンス線路と直列に配置されたテーパ線路と
を有する広帯域整合部を備え、 前記分岐点と前記広帯域整合部との間の線路の特性イン
ピーダンスが前記入力端子の特性インピーダンス以下で
あることを特徴とする高周波スイッチ。 - 【請求項９】 経路の分岐点から１／４波長の出力端子
側部位に並列装荷するスイッチング素子を備える高周波
スイッチにおいて、 前記スイッチング素子の出力端子側に配置され、入力端
子および出力端子からみた特性インピーダンスより高い
高インピーダンス線路と直列に配置されたステップ線路
とを有する広帯域整合部を備え、 前記分岐点と前記広帯域整合部との間の線路の特性イン
ピーダンスが前記入力端子の特性インピーダンス以下で
あることを特徴とする高周波スイッチ。 - 【請求項１０】 高周波スイッチと、前記高周波スイッ
チの一端が接続された受信端子と、前記高周波スイッチ
の他端が接続されたサーキュレータと、前記サーキュレ
ータに接続されたアンテナと、前記サーキュレータに接
続された送信端子とを備えた送受信切替装置において、
前記高周波スイッチは、請求項１乃至請求項９のいずれ
か一項に記載の高周波スイッチであることを特徴とする
送受信切替装置。 - 【請求項１１】 受信時には、高周波スイッチを導通状
態として、アンテナに入力された受信信号をサーキュレ
ータと前記高周波スイッチとを介して受信端子に伝送す
ると共に、送信時には、前記高周波スイッチを遮断状態
として、送信端子に入力された送信信号を前記サーキュ
レータを介して前記アンテナに伝送することを特徴とす
る請求項１０に記載の送受信切替装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP08841197A JP3381547B2 (ja) | 1997-04-07 | 1997-04-07 | 高周波スイッチと送受信切替装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP08841197A JP3381547B2 (ja) | 1997-04-07 | 1997-04-07 | 高周波スイッチと送受信切替装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10284901A JPH10284901A (ja) | 1998-10-23 |
| JP3381547B2 true JP3381547B2 (ja) | 2003-03-04 |
Family
ID=13942065
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP08841197A Expired - Fee Related JP3381547B2 (ja) | 1997-04-07 | 1997-04-07 | 高周波スイッチと送受信切替装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3381547B2 (ja) |
Families Citing this family (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3627704B2 (ja) * | 1999-09-21 | 2005-03-09 | 株式会社豊田中央研究所 | 高周波スイッチ回路 |
| JP3405316B2 (ja) * | 2000-03-27 | 2003-05-12 | 松下電器産業株式会社 | 高周波スイッチ |
| US7221922B2 (en) | 2003-02-14 | 2007-05-22 | Hitachi Metals, Ltd. | Switch circuit and composite high frequency elements |
| JP2005223392A (ja) | 2004-02-03 | 2005-08-18 | Ntt Docomo Inc | 結合線路およびフィルタ |
| KR100695969B1 (ko) | 2005-02-07 | 2007-03-15 | 알에프코어 주식회사 | Rf 스위치 및 rf 스위치를 구비하는 장치 |
| KR100816811B1 (ko) | 2006-09-15 | 2008-03-27 | 주식회사 케이엠더블유 | 이중전극 이중연결 고주파 스위치 및 이를 이용한 타워장착증폭장치 |
| JP2010074731A (ja) * | 2008-09-22 | 2010-04-02 | Japan Radio Co Ltd | 高周波半導体スイッチ |
| JP5287508B2 (ja) | 2009-05-28 | 2013-09-11 | ソニー株式会社 | 信号処理装置、フロントエンド回路、信号処理装置におけるスイッチ切替制御方法、フロントエンド回路におけるスイッチ切替制御方法 |
| KR101133517B1 (ko) * | 2009-07-27 | 2012-04-04 | 연세대학교 산학협력단 | 직렬 커패시터만을 이용한 이중 대역 전송선로 회로를 설계하는 방법 |
| JP5551123B2 (ja) * | 2011-07-20 | 2014-07-16 | アンリツ株式会社 | 高周波スイッチ及びその製造方法 |
-
1997
- 1997-04-07 JP JP08841197A patent/JP3381547B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH10284901A (ja) | 1998-10-23 |
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