JP3635070B2

JP3635070B2 - Solid state switch and power combiner

Info

Publication number: JP3635070B2
Application number: JP2002093816A
Authority: JP
Inventors: 博畠中
Original assignee: Nihon Dengyo Kosaku Co Ltd
Current assignee: Nihon Dengyo Kosaku Co Ltd
Priority date: 2002-03-29
Filing date: 2002-03-29
Publication date: 2005-03-30
Anticipated expiration: 2022-03-29
Also published as: JP2003298302A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、無接点切替器および電力合成器に係わり、特に、移動通信、地上波デジタルテレビ等におけるマルチキャリアパワーアンプの並列運転時に、現用系と予備系とを切り替える切替器に適用して有効な技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、テレビジョンの中継放送設備などにおいては、中継放送設備の一部に故障などが生じる場合を想定し、現用系と予備系との２つを備えるのが一般的である。
例えば、電力合成器であれば、図１６に示すように、３台のパワーアンプ（ＰＡ１〜ＰＡ３）を並列に接続し、このうち２台（例えば、ＰＡ１、ＰＡ２）を現用系として使用し、残りの１台（ＰＡ３）を予備系として使用するようにしている。この場合に、パワーアンプ（ＰＡ２）に故障などが生じた場合には、スイッチ（ＳＷ２１、ＳＷ２２）をオフとして、当該故障が生じたパワーアンプ（ＰＡ２）を現用系から取り外し、スイッチ（ＳＷ３１、ＳＷ３２）をオンとして、予備系のパワーアンプ（ＰＡ４）を現用系に挿入する。なお、図１６において、５０は分配器、５１は合成器である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
従来、前述したスイッチ（ＳＷ）としては、例えば、同軸リレーなどの接点型のスイッチが使用されている。しかしながら、現用系から予備系への切り替えは運用中に行われるので、従来の接点型のスイッチではスパーク放電を伴い、接点の溶断などの事故（または、故障）が発生する恐れがあり、信頼性が低いという問題点があった。
本発明は、前記従来技術の問題点を解決するためになされたものであり、本発明の目的は、スパーク放電を伴わず、かつ、接点の溶断なども生じない無接点切替器を提供することにある。
また、本発明の他の目的は、前述の無接点切替器を使用する電力合成器を提供することにある。
本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、本明細書の記述及び添付図面によって明らかにする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本願において開示される発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、下記の通りである。
即ち、本発明は、シールドケースと、前記シールドケース内に配置される第１の電極と、第２の電極とを備える無接点切替器であって、前記第１の電極および前記第２の電極の少なくとも一方と、前記シールドケースとの間に配置されるインダクタンス素子と、前記第１の電極と、前記第２の電極との間に配置される容量素子とを備え、前記容量素子は、前記第１の電極に接続される第１の容量素子電極と、前記第２の電極に接続される第２の容量素子電極と、前記第１の容量素子電極と前記第２の容量素子電極との間に挿入自在に配置される誘電体を有し、前記第１および第２の容量素子電極との間に前記誘電体を挿入して、伝送信号の周波数において前記第１の電極と前記第２の電極とを導通状態となし、あるいは、前記第１および第２の容量素子電極との間に前記誘電体が介在しない状態となるように前記誘電体を移動させて、伝送信号の周波数において前記第１の電極と前記第２の電極とを遮断状態とする。
また、本発明では、前記第１の電極と前記シールドケースとの間に配置される第１のインダクタンス素子と、前記第２の電極と前記シールドケースとの間に配置される第２のインダクタンス素子とを備える。
さらに、本発明は、現用系と予備系の切替器として、前述の無接点切替器を用いた電力合成器である。
【０００５】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。
なお、実施の形態を説明するための全図において、同一機能を有するものは同一符号を付け、その繰り返しの説明は省略する。
［実施の形態１］
図１は、本発明の無接点切替器の原理を説明するための図である。
図１に示すように、高周波信号の伝送経路に、第１のインダクタンス素子（Ｌ１）と、可変容量素子（Ｃｖ）と、第２のインダクタンス素子（Ｌ２）からなるハイパスフィルタ回路（以下、ＨＰＦという。）３０を挿入する。
ここで、可変容量素子（Ｃｖ）の容量値が第１の容量値の時に、ＨＰＦ３０の減衰特性が、図２の（イ）に示す減衰特性になるように、また、可変容量素子（Ｃｖ）の容量値が第２の容量値の時に、ＨＰＦ３０の減衰特性が、図２の（ロ）に示す減衰特性になるように、第１のインダクタンス素子（Ｌ１）と第２のインダクタンス素子（Ｌ２）のインダクタンス値を設定する。なお、この図２において、ｆｏは、伝送される高周波信号の周波数である。
図２に示すように、ＨＰＦ３０の減衰特性を設定することにより、可変容量素子（Ｃｖ）の容量値が第１の容量値の時には、周波数がｆｏの、伝送される高周波信号はＨＰＦ３０の通過領域の周波数となるので、伝送される高周波信号はＨＰＦ３０を通過する。即ち、切替器がオン状態となる。
しかしながら、可変容量素子（Ｃｖ）の容量値が第２の容量値の時には、周波数がｆｏの、伝送される高周波信号はＨＰＦ３０の減衰領域の周波数となるので、高周波信号はＨＰＦ３０を流れない。即ち、切替器がオフ状態となる。
【０００６】
図３は、本発明の実施の形態１の無接点切替器の概略構成を示す図であり、同図（ａ）は上平面図、同図（ｂ）は、同図（ａ）のＡ−Ａ’に示すシールドケースの上面に直交する平面で切断した断面構造を示す要部断面図である。
図３において、１はシールドケース、２_１，２_２は同軸線路の内部導体、３_１，３_２は同軸線路の外部導体、４は絶縁体の支持体、５は第１のインダクタンス素子、６は第２のインダクタンス素子、１０，１２は容量素子の電極、１１は誘電体である。第１のインダクタンス素子５および第２のインダクタンス素子６は、導線などにより構成され、誘電体１１は、アルミナなどの高誘電率の材料で構成される。
ここで、誘電体１１は、容量素子の両電極（１０，１２）の間に挿入自在に配置される。なお、電極（１０，１２）の形状は、円形、あるいは、四角形などであってもよい。
したがって、本実施の形態の無接点切替器は、内部導体２_１と内部導体２_２との間に、図１に示すような、ハイパスフィルタ回路３０を備えることになる。
なお、使用する周波数帯により、インダクタンス素子のインダクタンス値が不足する場合には、第１のインダクタンス素子５および第２のインダクタンス素子６として、コイルを使用してもよい。
【０００７】
今、図３に示す状態、即ち、容量素子の両電極（１０，１２）の間に誘電体１１が挿入されている状態において、このＨＰＦ３０の減衰特性が図２の（イ）に示す減衰特性になるように、第１のインダクタンス素子５および第２のインダクタンス素子６のインダクタンス値、並びに、電極１０と電極１２と、両電極（１０，１２）の間に挿入される誘電体１１により形成される容量素子の容量値を設定する。したがって、この状態では、無接点切替器がオン状態となり、周波数がｆｏの、伝送される高周波信号はＨＰＦ３０を通過することになる。
逆に、図４に示す状態、即ち、容量素子の両電極（１０，１２）の間から誘電体１１を取り外した状態において、このＨＰＦ３０の減衰特性が図２の（ロ）に示す減衰特性になるように、第１のインダクタンス素子５および第２のインダクタンス素子６のインダクタンス値、並びに、電極１０と電極１２と、両電極（１０，１２）の間に挿入される空気層により形成される容量素子の容量値を設定する。したがって、この状態では、無接点切替器がオフ状態となり、周波数がｆｏの、伝送される高周波信号はＨＰＦ３０を流れなくなる。
【０００８】
以下、前述した点についてさらに説明する。
図５は、本実施の形態の無接点切替器の実用的な等価回路の一例を示す回路図であり、両電極（１０，１２）の間に誘電体１１を挿入した状態のときの等価回路を示す図である。なお、この等価回路では、誘電体１１の誘電率（ε_ｄ）は３５（ε_ｄ＝３５）としている。
図５に示す回路の［Ｆ］マトリクスは、下記（１）式で表される。
この（１）式に示す［Ｆ］マトリクスの各要素より、入力インピーダンス（Ｚｉｎ）を求めると、下記（２）式のようになり、良好なインピーダンス特性を示すことが分かる。
同様に、この（１）式に示す［Ｆ］マトリクスの各要素より、伝送特性（Ｌｉ）を求めると、下記（３）式のようになり、良好な伝送特性であることが分かる。
【０００９】
【数１】

【００１０】
【数２】

【００１１】
図６は、本実施の形態の無接点切替器の実用的な等価回路の一例を示す回路図であり、両電極（１０，１２）の間から誘電体１１を取り外した状態のときの等価回路を示す図である。
この場合、両電極（１０，１２）の間には、誘電率（ε_ａ）が１（ε_ａ＝１）の空気層が挿入されるので、図５に示す容量素子の容量値は、２９．４（＝０．８４×３５）となる。
図６に示す回路の［Ｆ］マトリクスは、下記（４）式で表される。
この（４）式に示す［Ｆ］マトリクスの各要素より、入力インピーダンス（Ｚｉｎ）を求めると、下記（５）式のようになる。
同様に、この（４）式に示す［Ｆ］マトリクスの各要素より、伝送特性（Ｌｉ）を求めると、下記（６）式のようになり、十分な減衰特性が得られることが分かる。
【００１２】
【数３】

【００１３】
【数４】

【００１４】
［実施の形態２］
以下、本発明の無接点切替器を使用する電力合成器の一例について、図７を用いて説明する。
同図に示すように、伝送される高周波信号は、分配器５０により分配され、各電力増幅器（ＰＡ１〜ＰＡ３）に入力される。そして、電力増幅器（ＰＡ１〜ＰＡ３）で増幅された高周波信号は、合成器５１で合成されて出力される。
この図７において、３０_１〜３０_３が、前述の実施の形態１の無接点切替器であり、この無接点切替器（３０_１〜３０_３）のうち、２台がオン、残りの一台がオフとされ、電力増幅器の２台（例えば、ＰＡ１、ＰＡ２）が現用系として使用され、残りの１台（例えば、ＰＡ３）を予備系として使用するようにしている。
この場合に、パワーアンプ（ＰＡ２）に故障などが生じた場合には、無接点切替器３０_２をオフとして、当該故障が生じたパワーアンプ（ＰＡ２）を現用系から取り外し、無接点切替器３０_３をオンとして、予備系のパワーアンプ（ＰＡ３）を現用系に挿入する。
【００１５】
図８は、図７に示す無接点切替器の概略構成を示す上平面図である。同図において、１はシールドケース、１１_２〜１１_４は誘電体、Ｔ１は出力端子、Ｔ２〜Ｔ４は入力端子である。
図９は、図８に示す無接点切替器を、シールドケース１の上面に平行な面で、各端子を通る平面で切断した断面構造を示す要部断面図であり、図１０は、図８に示す無接点切替器を、シールドケース１の上面に直交する面で、端子Ｔ２と端子Ｔ４を通る平面で切断した断面構造を示す要部断面図である。
図９、図１０において、２_１〜２_４は同軸線路の内部導体、３_１〜３_４は同軸線路の外部導体、５_４は端子Ｔ４に接続されるＨＰＦの第１のインダクタンス素子、１０_２〜１０_４，１２_２〜１２_４は、ＨＰＦを構成する容量素子の電極である。
図９、図１０に示すように、シールドケース１の内部の中心部に分岐導体７が配置される。この分岐導体７には、図１０に示すように、第２の端子（Ｔ２〜Ｔ４）に接続されるＨＰＦの第２のインダクタンス素子６となるインダクタンス素子６１が接続される。
このインダクタンス素子６１は導線などで構成され、インダクタンス素子６１のインダクタンス値は、第２の端子（Ｔ２〜Ｔ４）に個別にＨＰＦを接続した場合における、それぞれのＨＰＦの第２のインダクタンス素子のインダクタンス値を合成した値とされる。
【００１６】
図８〜図１０に示す無接点切替器は、端子Ｔ１と端子Ｔ３との間、および端子Ｔ１と端子Ｔ４との間がオン（即ち、導通状態）、端子Ｔ１と端子Ｔ２との間がオフ（即ち、遮断状態）の場合を図示している。
図１１は、図８〜図１０に示す無接点切替器の等価回路を示す回路図である。
図１１において、ＲＬは負荷抵抗（この場合は、各電力増幅器（ＰＡ１〜ＰＡ３）の出力インピーダンス）、Ｃｏｆｆは、電極１０と、電極１２と、両電極（１０，１２）の間から誘電体１１を取り外した状態の時に形成される容量素子の容量値、Ｃｏｎは、電極１０と、電極１２と、両電極（１０，１２）の間に誘電体１１を挿入した状態の時に形成される容量素子の容量値を示す。
また、Ｌｏは、各ＨＰＦの第１のインダクタンス素子（５_２〜５_４）のインダクタンス値であり、したがって、分岐導体７に接続されるインダクタンス素子６１のインダクタンス値は、（Ｌｏ／２）となる。
なお、容量素子の容量値Ｃｏｎ、および各ＨＰＦの第１のインダクタンス素子（５_２〜５_４）のインダクタンス値Ｌｏは、端子Ｔ１と、端子（Ｔ２〜Ｔ４）の中の２つの端子との間がオンの場合に、端子Ｔ１と、端子（Ｔ２〜Ｔ４）の中の２つの端子との間が、整合するように設定される。
【００１７】
［実施の形態１の変形例］
前述の実施の形態１では、ＨＰＦ３０が、π型のＨＰＦである場合について説明したが、ＨＰＦとしては、図１２、あるいは、図１４に示す逆Ｌ型のＨＰＦであってもよい。
図１２に示すＨＰＦの場合の無接点切替器の構成を図１３に示す。なお、図１３は、図４と同一箇所を示す要部断面図であり、第２のインダクタンス素子６が省略されている以外は、図４と同じであるのでその詳細な説明は省略する。
また、図１４に示すＨＰＦの場合の無接点切替器の構成を図１５に示す。なお、図１５は、図４と同一箇所を示す要部断面図であり、第１のインダクタンス素子５が省略されている以外は、図４と同じであるのでその詳細な説明は省略する。
また、図１３、図１５は、無接点切替器がオンの状態を図示しているが、オフの場合は、容量素子の両電極（１０，１２）の間から誘電体１１を取り除くようにすればよい。
【００１８】
このように、本発明の無接点切替器では、現用系から予備系への切り替えが運用中に行われても、従来の接点型のスイッチのように、スパーク放電が発生せず、かつ、接点の溶断などの事故（または、故障）も発生することがないので、信頼性を向上させることが可能となる。
一方、ＯＦＤＭ変調波を用いたデジタルテレビにおいては、ＭＣＰＡ（マルチキャリアパワーアンプ）を用いて、帯域が約１００ＭＨｚの多チャンネルのテレビ信号を同時に増幅する方式で中継放送を行うことが想定されている。本発明の無接点切替器はこのような用途に最適である。
以上、本発明者によってなされた発明を、前記実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は、前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々変更可能であることは勿論である。
【００１９】
【発明の効果】
本願において開示される発明のうち代表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、下記の通りである。
本発明の無設定切替器によれば、スパーク放電を伴わず、かつ、接点の溶断なども生じないので、信頼性を向上させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の無接点切替器の原理を説明するための図である。
【図２】図１に示すハイパスフィルタの減衰特性を示すグラフである。
【図３】本発明の実施の形態１の無接点切替器の概略構成を示す図である。
【図４】本発明の実施の形態１の無接点切替器がオフの状態を示す図である。
【図５】図３に示す無接点切替器の実用的な等価回路の一例を示す回路図である。
【図６】図４に示す無接点切替器の実用的な等価回路の一例を示す回路図である。
【図７】本発明の無接点切替器を使用する電力合成器の一例を示す図である。
【図８】図７に示す無接点切替器の概略構成を示す上平面図である。
【図９】図８に示す無接点切替器を、シールドケースの上面に平行な面で、各端子を通る平面で切断した断面構造を示す要部断面図である。
【図１０】図８に示す無接点切替器を、シールドケースの上面に直交する面で、端子Ｔ２と端子Ｔ４を通る平面で切断した断面構造を示す要部断面図である。
【図１１】図８ないし図１０に示す無接点切替器の等価回路を示す回路図である。
【図１２】本発明に使用可能な他のハイパスフィルタを示す回路図である。
【図１３】図１２に示すハイパスフィルタを使用する無接点切替器の構成を示す要部断面図である。
【図１４】本発明に使用可能な他のハイパスフィルタを示す回路図である。
【図１５】図１４に示すハイパスフィルタを使用する無接点切替器の構成を示す要部断面図である。
【図１６】従来の電力合成器を示す回路図である。
【符号の説明】
１…シールドケース、２_１〜２_４…同軸線路の内部導体、３_１〜３_４…同軸線路の外部導体、４…絶縁体の支持体、５，５_２〜５_４，６，６１，Ｌ１，Ｌ２…インダクタンス素子、７…分岐導体、１０，１０_２〜１０_４，１２，１２_２〜１２_４…容量素子の電極、１１，１１_２〜１１_４…誘電体、３０…ハイパスフィルタ回路、３０_１〜３０_３…無接点切替器、５０…分配器、５１…合成器、Ｃｖ…可変容量素子、ＰＡ１〜ＰＡ３…パワーアンプ、ＳＷ１１〜ＳＷ３１，ＳＷ１２〜ＳＷ３２…スイッチ、Ｔ１〜Ｔ４…端子。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a contactless switching device and a power combiner, and is particularly effective when applied to a switching device that switches between an active system and a standby system during parallel operation of multicarrier power amplifiers in mobile communication, terrestrial digital television, and the like. Technology.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Conventionally, a television relay broadcasting facility or the like is generally provided with two systems, a working system and a standby system, assuming that a failure occurs in a part of the relay broadcasting facility.
For example, in the case of a power combiner, as shown in FIG. 16, three power amplifiers (PA1 to PA3) are connected in parallel, and two of these (for example, PA1 and PA2) are used as active systems, The remaining one (PA3) is used as a backup system. In this case, when a failure occurs in the power amplifier (PA2), the switches (SW21, SW22) are turned off, the power amplifier (PA2) in which the failure has occurred is removed from the active system, and the switches (SW31, SW32) are removed. ) Is turned on, and the standby power amplifier (PA4) is inserted into the active system. In FIG. 16, 50 is a distributor and 51 is a combiner.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
Conventionally, as the switch (SW), for example, a contact type switch such as a coaxial relay is used. However, since switching from the active system to the standby system is performed during operation, the conventional contact type switch is accompanied by spark discharge, which may cause accidents (or failures) such as contact fusing. There was a problem that was low.
The present invention has been made to solve the problems of the prior art, and an object of the present invention is to provide a contactless switching device that does not involve spark discharge and that does not cause contact fusing. It is in.
Another object of the present invention is to provide a power combiner that uses the contactless switch described above.
The above and other objects and novel features of the present invention will become apparent from the description of this specification and the accompanying drawings.
[0004]
[Means for Solving the Problems]
Of the inventions disclosed in this application, the outline of typical ones will be briefly described as follows.
That is, the present invention is a contactless switching device including a shield case, a first electrode disposed in the shield case, and a second electrode, wherein the first electrode and the second electrode An inductance element disposed between at least one of the shield case and the shield case, and a capacitive element disposed between the first electrode and the second electrode, A first capacitor element electrode connected to the first electrode; a second capacitor element electrode connected to the second electrode; and the first capacitor element electrode and the second capacitor element electrode. A dielectric disposed in a freely insertable manner, and the dielectric is inserted between the first and second capacitive element electrodes to transmit the first electrode and the second at a frequency of a transmission signal Or the first and second electrodes. And wherein moving the dielectric as the dielectric is a state which is not interposed between the capacitor element electrode and the second electrode and the first electrode and the cut-off state at the frequency of the transmission signal.
In the present invention, the first inductance element disposed between the first electrode and the shield case, and the second inductance element disposed between the second electrode and the shield case. With.
Furthermore, the present invention is a power combiner using the above-described contactless switch as the switch between the active system and the standby system.
[0005]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
Note that components having the same function are denoted by the same reference symbols throughout the drawings for describing the embodiment, and the repetitive description thereof will be omitted.
[Embodiment 1]
FIG. 1 is a diagram for explaining the principle of a contactless switch according to the present invention.
As shown in FIG. 1, a high-pass filter circuit (hereinafter referred to as HPF) including a first inductance element (L1), a variable capacitance element (Cv), and a second inductance element (L2) in a high-frequency signal transmission path. .) Insert 30.
Here, when the capacitance value of the variable capacitance element (Cv) is the first capacitance value, the attenuation characteristic of the HPF 30 becomes the attenuation characteristic shown in FIG. 2A, and the variable capacitance element (Cv). When the capacitance value is the second capacitance value, the first inductance element (L1) and the second inductance element (L2) are set so that the attenuation characteristic of the HPF 30 becomes the attenuation characteristic shown in FIG. Set the inductance value. In FIG. 2, fo is the frequency of the transmitted high frequency signal.
As shown in FIG. 2, by setting the attenuation characteristic of the HPF 30, when the capacitance value of the variable capacitance element (Cv) is the first capacitance value, the transmitted high frequency signal having the frequency fo is the pass region of the HPF 30. Therefore, the transmitted high-frequency signal passes through the HPF 30. That is, the switch is turned on.
However, when the capacitance value of the variable capacitance element (Cv) is the second capacitance value, the transmitted high-frequency signal having the frequency fo has a frequency in the attenuation region of the HPF 30, and thus the high-frequency signal does not flow through the HPF 30. That is, the switch is turned off.
[0006]
FIG. 3 is a diagram showing a schematic configuration of the contactless switch according to the first embodiment of the present invention. FIG. 3 (a) is an upper plan view, and FIG. 3 (b) is an A- It is principal part sectional drawing which shows the cross-sectional structure cut | disconnected by the plane orthogonal to the upper surface of the shield case shown to A '.
In FIG. 3, 1 is a shield case, 2 ₁ and 2 ₂ are inner conductors of the coaxial line, 3 ₁ and 3 ₂ are outer conductors of the coaxial line, 4 is an insulating support, 5 is a first inductance element, 6 Is a second inductance element, 10 and 12 are electrodes of a capacitive element, and 11 is a dielectric. The first inductance element 5 and the second inductance element 6 are made of a conducting wire or the like, and the dielectric 11 is made of a high dielectric constant material such as alumina.
Here, the dielectric 11 is disposed so as to be freely inserted between both electrodes (10, 12) of the capacitive element. The shape of the electrodes (10, 12) may be a circle or a rectangle.
Therefore, non-contact switch of this embodiment, between the inner conductor 2 ₁ and the inner conductor 2 _2, as shown in FIG. 1, will be provided with a high-pass filter circuit 30.
When the inductance value of the inductance element is insufficient depending on the frequency band to be used, coils may be used as the first inductance element 5 and the second inductance element 6.
[0007]
Now, in the state shown in FIG. 3, that is, in the state where the dielectric 11 is inserted between the electrodes (10, 12) of the capacitive element, the attenuation characteristic of the HPF 30 is the attenuation characteristic shown in FIG. The inductance values of the first inductance element 5 and the second inductance element 6, and the electrode 10, the electrode 12, and the dielectric 11 inserted between both electrodes (10, 12) are formed. Set the capacitance value of the capacitor. Therefore, in this state, the contactless switch is turned on, and the transmitted high-frequency signal having the frequency fo passes through the HPF 30.
On the contrary, in the state shown in FIG. 4, that is, in the state where the dielectric 11 is removed from between the electrodes (10, 12) of the capacitive element, the attenuation characteristic of the HPF 30 becomes the attenuation characteristic shown in (b) of FIG. As shown, the inductance values of the first inductance element 5 and the second inductance element 6, and the capacitance formed by the electrode 10, the electrode 12, and the air layer inserted between the electrodes (10, 12). Set the capacitance value of the element. Therefore, in this state, the contactless switch is turned off, and the transmitted high-frequency signal having the frequency fo does not flow through the HPF 30.
[0008]
Hereinafter, the above-described points will be further described.
FIG. 5 is a circuit diagram showing an example of a practical equivalent circuit of the contactless switch according to the present embodiment. The equivalent circuit when the dielectric 11 is inserted between the electrodes (10, 12). FIG. In this equivalent circuit, the dielectric constant (ε _d ) of the dielectric 11 is 35 (ε _d = 35).
The [F] matrix of the circuit shown in FIG. 5 is expressed by the following equation (1).
When the input impedance (Zin) is obtained from each element of the [F] matrix shown in the equation (1), the following equation (2) is obtained, and it can be seen that excellent impedance characteristics are exhibited.
Similarly, when the transmission characteristic (Li) is obtained from each element of the [F] matrix shown in the expression (1), the following expression (3) is obtained, which indicates that the transmission characteristic is good.
[0009]
[Expression 1]

[0010]
[Expression 2]

[0011]
FIG. 6 is a circuit diagram showing an example of a practical equivalent circuit of the contactless switch according to the present embodiment, and is an equivalent circuit when the dielectric 11 is removed from between both electrodes (10, 12). FIG.
In this case, since an air layer having _a dielectric constant (ε _a ) of 1 (ε _a = 1) is inserted between the electrodes (10, 12), the capacitance value of the capacitive element shown in FIG. .4 (= 0.84 × 35).
The [F] matrix of the circuit shown in FIG. 6 is expressed by the following equation (4).
When the input impedance (Zin) is obtained from each element of the [F] matrix shown in the equation (4), the following equation (5) is obtained.
Similarly, when the transmission characteristic (Li) is obtained from each element of the [F] matrix shown in the equation (4), the following equation (6) is obtained, and it can be seen that sufficient attenuation characteristics are obtained.
[0012]
[Equation 3]

[0013]
[Expression 4]

[0014]
[Embodiment 2]
Hereinafter, an example of a power combiner using the contactless switch of the present invention will be described with reference to FIG.
As shown in the figure, the high-frequency signal to be transmitted is distributed by the distributor 50 and input to each power amplifier (PA1 to PA3). The high frequency signals amplified by the power amplifiers (PA1 to PA3) are synthesized by the synthesizer 51 and output.
In FIG. 7, 30 ₁ to 30 ₃ are the contactless switchers of the first embodiment described above, and two of the contactless switchers (30 ₁ to 30 ₃ ) are on and the remaining one switch Is turned off, two power amplifiers (for example, PA1, PA2) are used as the active system, and the remaining one (for example, PA3) is used as the standby system.
In this case, when a failure etc. occurs in the power amplifier (PA2), as a clear non-contact switch 30 _2, remove the power amplifier in which the failure occurs and (PA2) from the working, non-contact switch 30 ₃ is turned on, and the standby power amplifier (PA3) is inserted into the active system.
[0015]
FIG. 8 is an upper plan view showing a schematic configuration of the contactless switch shown in FIG. In the figure, 1 is a shield case, 11 ₂ to 114 are dielectrics, T 1 is an output terminal, and T ₂ to T ₄ are input terminals.
FIG. 9 is a cross-sectional view of a principal part showing a cross-sectional structure of the contactless switch shown in FIG. 8 cut along a plane passing through each terminal on a plane parallel to the upper surface of the shield case 1. FIG. 2 is a cross-sectional view of a principal part showing a cross-sectional structure of the non-contact switch shown in FIG. 2 cut along a plane passing through the terminal T2 and the terminal T4 on a plane orthogonal to the upper surface of the shield case 1.
9, _10, 21 to ₂₄ inner conductor of the coaxial _line, 3 1 to 3 ₄ of the coaxial line outer conductor, _{5 4} the first inductance element of the HPF connected to the terminal T4, 10 ₂ 10 ₄ and 12 _{2 to} 12 ₄ are electrodes of capacitive elements constituting the HPF.
As shown in FIGS. 9 and 10, the branch conductor 7 is disposed in the center of the shield case 1. As shown in FIG. 10, the branch conductor 7 is connected to an inductance element 61 serving as the second inductance element 6 of the HPF connected to the second terminals (T2 to T4).
The inductance element 61 is composed of a conductive wire or the like, and the inductance value of the inductance element 61 is the inductance value of the second inductance element of each HPF when the HPF is individually connected to the second terminals (T2 to T4). Is the combined value.
[0016]
The contactless switch shown in FIGS. 8 to 10 is ON between the terminal T1 and the terminal T3 and between the terminal T1 and the terminal T4 (that is, in a conductive state) and is OFF between the terminal T1 and the terminal T2. The case of (that is, the shut-off state) is illustrated.
FIG. 11 is a circuit diagram showing an equivalent circuit of the contactless switch shown in FIGS.
In FIG. 11, RL is a load resistance (in this case, output impedance of each power amplifier (PA1 to PA3)), and Coff is a dielectric 11 between the electrode 10, the electrode 12, and both electrodes (10, 12). The capacitance value Con of the capacitor formed when the electrode is removed, Con is the capacitor formed when the electrode 10, the electrode 12, and the dielectric 11 are inserted between the electrodes (10, 12). The capacity value of is shown.
Moreover, Lo is the inductance of the first inductance element of the HPF ₍₅ 2 ~5 _4), therefore, the inductance value of the inductance element 61 connected to the branch conductor 7 becomes (Lo / 2) .
Note that the capacitance value Con of the capacitive element and the inductance value Lo of the first inductance element (5 _{2 to} 5 ₄ ) of each HPF are between the terminal T1 and two of the terminals (T2 to T4). Is set to match between the terminal T1 and two of the terminals (T2 to T4).
[0017]
[Modification of Embodiment 1]
In the first embodiment, the case where the HPF 30 is a π-type HPF has been described. However, the HPF may be an inverted L-type HPF shown in FIG. 12 or FIG.
FIG. 13 shows the configuration of the contactless switch in the case of the HPF shown in FIG. Note that FIG. 13 is a cross-sectional view of the main part showing the same part as FIG. 4 and is the same as FIG. 4 except that the second inductance element 6 is omitted, and thus detailed description thereof is omitted.
FIG. 15 shows the configuration of the contactless switch in the case of the HPF shown in FIG. FIG. 15 is a cross-sectional view of the main part showing the same part as FIG. 4 and is the same as FIG. 4 except that the first inductance element 5 is omitted, and thus detailed description thereof is omitted.
FIGS. 13 and 15 illustrate the state in which the contactless switch is on. When the contactless switch is off, the dielectric 11 is removed from between the electrodes (10, 12) of the capacitive element. That's fine.
[0018]
Thus, in the contactless switching device of the present invention, even when switching from the active system to the standby system is performed during operation, spark discharge does not occur unlike the conventional contact type switch, and the contact Since no accidents (or failures) such as fusing occur, reliability can be improved.
On the other hand, in digital television using an OFDM modulated wave, it is assumed that relay broadcasting is performed by using a MCPA (multi-carrier power amplifier) to simultaneously amplify a multi-channel television signal having a bandwidth of about 100 MHz. . The contactless switch of the present invention is most suitable for such applications.
Although the invention made by the present inventor has been specifically described based on the above-described embodiment, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made without departing from the scope of the invention. Of course.
[0019]
【The invention's effect】
The effects obtained by the representative ones of the inventions disclosed in the present application will be briefly described as follows.
According to the non-setting switching device of the present invention, it is possible to improve reliability because no spark discharge is involved and no contact fusing occurs.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram for explaining the principle of a contactless switch according to the present invention.
FIG. 2 is a graph showing attenuation characteristics of the high-pass filter shown in FIG.
FIG. 3 is a diagram showing a schematic configuration of a contactless switch according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a diagram illustrating a state in which the contactless switch according to Embodiment 1 of the present invention is off.
FIG. 5 is a circuit diagram showing an example of a practical equivalent circuit of the contactless switch shown in FIG. 3;
6 is a circuit diagram showing an example of a practical equivalent circuit of the non-contact switcher shown in FIG. 4;
FIG. 7 is a diagram showing an example of a power combiner using the contactless switch according to the present invention.
8 is an upper plan view showing a schematic configuration of the contactless switch shown in FIG. 7;
9 is a cross-sectional view of an essential part showing a cross-sectional structure of the non-contact switcher shown in FIG. 8 cut along a plane passing through each terminal along a plane parallel to the upper surface of the shield case.
10 is a cross-sectional view of an essential part showing a cross-sectional structure of the non-contact switch shown in FIG. 8 cut along a plane passing through the terminals T2 and T4 on a plane orthogonal to the upper surface of the shield case.
11 is a circuit diagram showing an equivalent circuit of the contactless switch shown in FIGS. 8 to 10. FIG.
FIG. 12 is a circuit diagram showing another high-pass filter that can be used in the present invention.
13 is a cross-sectional view of a main part showing a configuration of a contactless switch using the high-pass filter shown in FIG.
FIG. 14 is a circuit diagram showing another high-pass filter that can be used in the present invention.
15 is a cross-sectional view of a principal part showing a configuration of a contactless switch using the high-pass filter shown in FIG. 14;
FIG. 16 is a circuit diagram showing a conventional power combiner.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Shield case, 2 _{1 to} 2 ₄ ... Inner conductor of coaxial line, 3 _{1 to} 3 ₄ ... Outer conductor of coaxial line, 4 ... Insulator support, 5, 5 _{2 to} 5 ₄ , 6, 61, L1 , L2 ... Inductance element, 7 ... Branch conductor, 10, 10 ₂ to 10 ₄ , 12, 12 _{2 to} 12 ₄ ... Electrode of capacitive element, 11, 11 _{2 to} 11 ₄ ... Dielectric, 30 ... High-pass filter circuit, 30 ₁ - 30 3 _... noncontact switch, 50 ... distributor, 51 ... synthesizer, Cv ... variable capacitance element, PA1～PA3 ... power amplifier, SW11~SW31, SW12~SW32 ... switch, T1-T4 ... terminal.

Claims

A contactless switch comprising a shield case, a first electrode disposed in the shield case, and a second electrode,
An inductance element disposed between at least one of the first electrode and the second electrode and the shield case;
A capacitive element disposed between the first electrode and the second electrode;
The capacitive element includes a first capacitive element electrode connected to the first electrode, a second capacitive element electrode connected to the second electrode, the first capacitive element electrode, and the second capacitive element electrode. Having a dielectric disposed so as to be freely inserted between the capacitive element electrode and
The dielectric is inserted between the first and second capacitive element electrodes, and the first electrode and the second electrode are brought into conduction at the frequency of a transmission signal, or the first The dielectric is moved such that the dielectric does not intervene between the first capacitor element electrode and the second capacitive element electrode, and the first electrode and the second electrode are cut off at the frequency of the transmission signal. A contactless switch characterized by that.

A first inductance element disposed between the first electrode and the shield case;
The contactless switch according to claim 1, further comprising a second inductance element disposed between the second electrode and the shield case.

A power combiner using the non-contact switch according to claim 1 or 2 as a switch between an active system and a standby system.